摻鈦藍寶石激光器是一種以ti:al2o3晶體為激光介質的固體激光器(簡稱ti:s激光器)。它以調諧范圍寬(670nm~1200nm)、輸出功率(或能量)大、轉換效率高、運轉方式多等諸多優(yōu)異特性而倍受青睞,成為固體可調諧激光器中迄今為止發(fā)展最為迅速、最為成熟、最為實用,而且應用也最為廣泛的一種。 =>PBdW
\mBH6GS
1、連續(xù)運轉鈦寶石激光器 純連續(xù)運轉鈦寶石激光器最先是通過氬離子激光器泵浦實現(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。功率可達幾十瓦,轉換效率最高可達40%,波長可調諧范圍為700nm~900nm。此外,利用上述幾種激光器還獲得khz量級的準連續(xù)激光輸出。例如,在我國利用綠光泵浦獲得5w以上的準連續(xù)激光輸出,轉換效率為30%以上。 LPOZA`
*@C4~Zo
2、脈沖運轉鈦寶石激光器 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。由于鈦寶石晶體具有極寬的增益輪廓,因此,通過鎖模運轉獲得極窄的超短光脈沖已成為廣泛關注的研究熱點。主動鎖模獲得超短脈沖,其脈寬可達到近100fs,如使用棱鏡式聲光調制器,既做鎖模器又是調諧器,可產生近100nm調諧范圍的超短光脈沖。在被動鎖模中,多采用ddi與hitci染料做可飽和吸收體,已得到50fs~100fs脈寬的實驗結果。此外,還研究和實現(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。同一時期,還分別發(fā)展和實現(xiàn)了加成脈沖鎖模、耦合腔諧振被動鎖模、線性外腔鎖模以及微粒鏡鎖模等。 LEUD6 M+~t
G?y'<+Awt
引人注目的工作是,1991年spence首次報道了自鎖模運轉的鈦寶石激光器。這種激光器是在連續(xù)鈦寶石激光諧振腔中只加一對或二對色散棱鏡,而不需要任何主被動鎖模器件,即可實現(xiàn)鎖模運轉,獲得fs量級的超短光脈沖。由于這種自鎖模激光器結構簡單、造價低廉,因此它一經實現(xiàn),就迅速在世界范圍形成熱點。研究最多、最深入的是鈦寶石自鎖模激光器的自啟動問題。提出了諸如聲光調制器再生啟動、可飽和吸收體啟動、量子阱反射器耦合腔啟動、振鏡外腔及振動鏡諧振腔啟動方法等,這些方法能夠有效地啟動并維持鈦寶石激光器的自鎖模運轉,使其向實用化發(fā)展。 zeXMi:X
Hko(@z
3、可調諧鈦寶石激光器 通過對鈦寶石激光器的頻率變換可將其調諧范圍擴展到藍光和紫外波段。目前使用的變頻晶體多為liio3、knbo3、lbo、bbo等。通過opo和倍頻等手段可將激光輸出波長范圍擴展到200nm~510nm,轉換效率可達到40%以上。特別是近來提出的準相位匹配技術,它可能實現(xiàn)超寬范圍、并具高效率的波長調諧,因此倍受關注。 _>/T<Db
V?k"BU
窄線寬鈦寶石激光器也在深化研究,目前已能獲得動態(tài)單模激光輸出,其頻率穩(wěn)定性達1khz。 /eoS$q
zW@OSKq4
如上所述,對于以鈦寶石激光器為代表的固體激光器是當前發(fā)展的熱點,其研究重點主要反映在以下方面: 結合激光器全固化,發(fā)展調q、鎖模、選模等多種運轉方式,即研制全固化調q激光器、全固化鎖模激光器以及全固化單模和單頻激光器等; 研究全固化激光器的頻率調諧技術,研制全固化大范圍可調諧激光器等;結合全固化與頻率變換技術,研制全固化參量振蕩器(ldp-opo)、全固化參量放大器(ldp-opa)以及各種全固化頻率變換器件等,使全固化激光器的波長覆蓋范圍從紅外到可見,從可見到紫外,其中蘭綠激光的全固化激光器更為引人注目;為提高全固化激光器的高功率和高效率,研究與固體激光介質吸收光譜相匹配的泵浦用大功率半導體激光器。 05|,-S
~+y0UEtq7
此外,近來全光纖高功率摻雜激光器的峭然興起已引起廣泛關注。例如,最近使用雙包層摻釹光纖,在800nm波長的ld泵浦下可產生功率近40w、波長為1064nm的激光,甚至直接產生倍頻綠激光,轉換效率高達40%,由于可使用光纖光柵作諧振腔,因此也具有可調諧性能。除采用摻釹光纖外,摻鉺等多種摻雜的高功率光纖激光器的成功研制實驗也不斷有報道。由于這種新型高功率可調諧固體激光器具有超小型、高效率等諸多優(yōu)點,因此有重要的應用前景。