Pikosekundenlaser, spezielle Laseranordnung zur Erzeugung ultrakurzer Lichtimpulse im Pikosekundenbereich (Impulsdauer 10^-12 s und darunter). Bei dem vielfach verwendeten einfachsten Aufbau wird innerhalb des Laserresonators ein sättigbarer Absorber angeordnet, der mode locking bewirkt. Dabei kann je nach Anregung des Lasers sowohl eine kontinuierliche Folge von Pikosekundenimpulsen mit zeitlichen Impulsabständen im Nanosekundenbereich (gegeben durch die Umlaufzeit 2L/c im Resonator, wobei L die Resonatorlänge und c die Lichtgeschwindigkeit bezeichnet) als auch eine aus 20 bis 10³ Einzelimpulsen bestehende Folge ausgesandt werden. Die Impulsdauern liegen im Bereich zwischen 0,2 und 100 ps je nach verwendetem Lasertyp (wobei auch die Wahl des Absorbermediums eine Rolle spielt). Als Laser werden ausschließlich solche mit breitem Verstärkungsprofil verwendet (um eine große Zahl von Moden zur Verfügung zu haben), insbesondere Festkörper- und Farbstofflaser. Im einzelnen werden folgende Impulsdauern erreicht: mit dem (Impuls-)Rubinlaser 20 bis 40 ps, mit dem Neodymglas- und dem Neodym-YAG-Laser (Impuls- oder cw-Anregung) 5 bis 10 ps und mit dem Farbstofflaser 5 bis 10 ps bei Pumpen mit Blitzlampen sowie 0,2 bis 1 ps bei cw-Anregung. Pikosekunden-Farbstofflaser sind in ihrer Wellenlänge weitgehend abstimmbar. Besonders bei ihnen werden vielfach über die alleinige Verwendung eines sättigbaren Absorbers hinausgehend eine Reihe zusätzlicher Maßnahmen angewendet, um eine weitere Impulsverkürzung zu erzielen. Hierzu gehört als häufigste Methode das Synchronpumpen, bei dem der P. bereits durch einen P. (eines anderen Typs) bei abgestimmten Resonatorlängen für die beiden Laser gepumpt wird. In Verbindung mit weiterentwickelten Methoden des mode locking ist die Erzeugung von Femtosekundenimpulsen (1 fs = 10^-15 s) möglich (Femtosekundenlaser).

Angewendet werden P. vor allem in der Ultrakurzzeitspektroskopie zur Untersuchung schnell ablaufender Vorgänge (Relaxationsprozesse, Nachweis kurzlebiger Zwischenprodukte in chemischen Reaktionen u.a.).