摻鈦藍(lán)寶石
激光器是一種以ti:al2o3晶體為激光介質(zhì)的固體
激光器(簡(jiǎn)稱ti:s激光器)。它以調(diào)諧范圍寬(670nm~1200nm)、輸出功率(或能量)大、轉(zhuǎn)換效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)方式多等諸多優(yōu)異特性而倍受青睞,成為固體可調(diào)諧激光器中迄今為止發(fā)展最為迅速、最為成熟、最為實(shí)用,而且應(yīng)用也最為廣泛的一種。
}: W6Bo-| OFtAT@=O 1、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)鈦寶石激光器 純連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)鈦寶石激光器最先是通過(guò)氬離子激光器泵浦實(shí)現(xiàn)的。其后使用銅蒸汽激光器、yag激光器等泵浦均獲得連續(xù)激光輸出。功率可達(dá)幾十瓦,轉(zhuǎn)換效率最高可達(dá)40%,波長(zhǎng)可調(diào)諧范圍為700nm~900nm。此外,利用上述幾種激光器還獲得khz量級(jí)的準(zhǔn)連續(xù)激光輸出。例如,在我國(guó)利用綠光泵浦獲得5w以上的準(zhǔn)連續(xù)激光輸出,轉(zhuǎn)換效率為30%以上。
e+ZC<Bdh ?b&~(,A{ 2、脈沖運(yùn)轉(zhuǎn)鈦寶石激光器 這方面的研究工作很多,早期,泵浦源一般為閃光燈、閃光燈泵浦的染料激光器、調(diào)q倍頻nd:yag或nd:ylf激光器等。獲得的激光脈沖寬度在幾十ns量級(jí)。由于鈦寶石
晶體具有極寬的增益輪廓,因此,通過(guò)鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)獲得極窄的超短光脈沖已成為廣泛關(guān)注的研究熱點(diǎn)。主動(dòng)鎖模獲得超短脈沖,其脈寬可達(dá)到近100fs,如使用
棱鏡式聲光調(diào)制器,既做鎖模器又是調(diào)諧器,可產(chǎn)生近100nm調(diào)諧范圍的超短光脈沖。在被動(dòng)鎖模中,多采用ddi與hitci染料做可飽和吸收體,已得到50fs~100fs脈寬的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此外,還研究和實(shí)現(xiàn)了同步泵浦鎖模和碰撞脈沖鎖模鈦寶石激光器,均獲得脈寬為幾十fs的輸出。同一時(shí)期,還分別發(fā)展和實(shí)現(xiàn)了加成脈沖鎖模、
耦合腔諧振被動(dòng)鎖模、線性外腔鎖模以及微粒鏡鎖模等。
j(8I+|| *Y2d!9F}Sa 引人注目的工作是,1991年spence首次報(bào)道了自鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)的鈦寶石激光器。這種激光器是在連續(xù)鈦寶石激光諧振腔中只加一對(duì)或二對(duì)色散棱鏡,而不需要任何主被動(dòng)鎖模器件,即可實(shí)現(xiàn)鎖模運(yùn)轉(zhuǎn),獲得fs量級(jí)的超短光脈沖。由于這種自鎖模激光器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉,因此它一經(jīng)實(shí)現(xiàn),就迅速在世界范圍形成熱點(diǎn)。研究最多、最深入的是鈦寶石自鎖模激光器的自啟動(dòng)問題。提出了諸如聲光調(diào)制器再生啟動(dòng)、可飽和吸收體啟動(dòng)、量子阱反射器耦合腔啟動(dòng)、振鏡外腔及振動(dòng)鏡諧振腔啟動(dòng)方法等,這些方法能夠有效地啟動(dòng)并維持鈦寶石激光器的自鎖模運(yùn)轉(zhuǎn),使其向?qū)嵱没l(fā)展。
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hkX wkp|V{k 3、可調(diào)諧鈦寶石激光器 通過(guò)對(duì)鈦寶石激光器的頻率變換可將其調(diào)諧范圍擴(kuò)展到藍(lán)光和紫外波段。目前使用的變頻晶體多為liio3、knbo3、lbo、bbo等。通過(guò)opo和倍頻等手段可將激光輸出波長(zhǎng)范圍擴(kuò)展到200nm~510nm,轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到40%以上。特別是近來(lái)提出的準(zhǔn)相位匹配技術(shù),它可能實(shí)現(xiàn)超寬范圍、并具高效率的波長(zhǎng)調(diào)諧,因此倍受關(guān)注。
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