超短脉冲测量技术

由于在光学通讯和材料分析等领域中的广泛应用,人们对超短脉冲的研究一直很活跃.除了在实验室中继续压缩激光脉冲的宽度外,锁模半导体激光器和二极管泵浦固体激光器将为许多实验应用提供光源.高速探测器和超快脉冲特性鉴定技术,尽管不像超快激光器技术那样重要,但它们对锁模激光器的继续发展和商品化都是不可缺少的.     

用先进技术测量超短脉冲

受光通讯和材料特性表征等一系列潜在应用的推动，超短脉冲源的发展仍是激光发展的一个最活跃领域[1]。除实验室中脉宽空前降低的器件外，锁模半导体激光器和二极管泵浦的固体激光器预计也提供众多可实际应用的光源。为高速探测器和超快脉冲表征技术发表的论文虽然比超快激光性能的少得多，但对继续保持研究进展和最终以锁模激光器为基础的系统商品化部署很重要。用于短脉冲探测和表征的技术以及硬件按响应时间可分成两类。对大于15PS的脉宽，固体探测器具有尺寸小和牢固的特点，使它成为光通讯和其它新型设备应用的潜在侯选品。对更短时间…     

二极管抽运全固态飞秒Yb激光振荡器

二极管抽运的全固态锁模Yb激光器能够在1μm附近输出高平均功率窄脉冲宽度的飞秒激光,在超快非线性频率变换、飞秒光学频率梳、超快光谱学等领域具有重要应用。利用被动锁模技术和克尔透镜锁模技术,人们在一系列新型Yb掺杂激光介质中实现了飞秒锁模激光运转。介绍了近年来在二极管抽运全固态飞秒Yb激光器的研究进展,并展望了进一步提高输出功率和缩短脉冲宽度的技术途径及发展前景。     

高功率超快光纤激光器研究进展

高功率超快脉冲激光应用广泛,包括精密工业加工、超快光谱学、强场物理学及军事应用等。光纤激光具有操作方便、散热要求低、光束质量好等优势。综述了近年来高功率超快光纤激光器的研究进展,包括新兴的被动锁模光纤激光技术及啁啾脉冲放大技术,以高功率超快光纤激光器在高次谐波产生中的应用为例,阐述了高能量光纤激光在非线性光学中的优势,对高功率超快光纤激光器的研究前景进行了展望。     

罗切斯特新的光学中心

根据国防部大学研究创议计划，激光力能学实验室将建立研究超快光学和电子学新中心。三年预算开支约300万美元，中心负责人是A. Mourou，他是超快光学技术应用于电子学、光激活固体开关、超短脉冲激光器、短脉冲电子技术和高速诊断技术的先驱。新计划的重点是对未来通讯和高速计算机系统关键的领域。     

1μm周期量级超快激光器研究进展

1μm波段超快激光器在材料表面改性、材料微加工等有着广泛的应用前景。激光振荡和放大技术能增强谐振腔的模式选择能力,激光增益和补偿器件可以提高激光峰值功率,进一步减小输出激光的脉冲宽度。主要概述了1μm波段周期量级的超快激光振荡器（纯被动锁模、孤子锁模、克尔透镜锁模）、超快激光放大器（啁啾脉冲放大、脉冲整形、非线性压缩技术）,以及1μm超快激光器的调控器件与系统（激光增益介质、色散调控器件、高阶横模产生以及超快激光智能化控制）的最新研究进展。最后展望了1μm周期量级超快激光器的发展前景和趋势。     

用半导体可饱和吸收镜实现侧面抽运Nd:YAG被动锁模固体激光器

利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模技术实现的超快脉冲激光器具有结构简单紧凑、脉冲序列稳定等优点,在许多领域有着重要用途。简述了用半导体可饱和吸收镜锁模固体激光器的具体要求及方案,介绍了采用Z型折叠腔结构和大功率侧面抽运模块实现的半导体可饱和吸收镜被动锁模Nd:YAG固体激光器。得到了平均功率为4.7 W,脉冲重复频率55 MHz,单脉冲能量85 nJ的皮秒激光脉冲,光束质量好,M2因子约为1.2,谱线宽度约为0.1 nm,在小时间尺度上得到较好的锁模效果,对实验现象进行了描述,对实现高功率侧面抽运锁模激光器进行了初步探讨。     

Tm3+/ Ho3+离子掺杂中红外超快激光技术研究进展（特邀）

稀土离子Tm3+/ Ho3+ 掺杂中红外2 μm波段超快激光由于广泛的应用前景成为近十余年来激光领域的研究热点之一。文中首先综述了稀土离子Tm3+/Ho3+掺杂固体/光纤2 μm波段超快激光锁模技术进展,包括主动锁模技术以及饱和吸收、克尔透镜、非线性偏振旋转、非线性光环形镜、非线性多模干涉等被动锁模技术;其次,结合激光增益介质及色散管理技术回顾了Tm3+/ Ho3+掺杂固体和光纤锁模激光脉冲宽度压缩进展;再次,总结了Tm3+/ Ho3+大能量/高功率超快激光技术及进展;最后,对2 μm波段超快激光发展趋势进行了总结和展望。     

高性能透明激光陶瓷及陶瓷激光器的最新应用进展

激光陶瓷的出现,为固体激光材料向高功率、大尺寸、多功能发展提供了全新的途径,从而为激光技术的发展提供了更加灵活广阔的设计空间.介绍了近年来国际国内透明激光陶瓷及陶瓷激光器发展的最新进展,并展望了陶瓷激光器的未来发展价值.高功率陶瓷激光器方面:中科院上海光学精密机械研究所采用超均匀侧面泵浦技术在1 at.%Nd:YAG陶瓷棒中获得输出功率236 W,斜率效率62%的连续激光输出.美国利弗莫尔实验室采用Sm3+包边Nd:YAG复合结构陶瓷热容激光器实现了5 Hz,67 kW激光输出.陶瓷激光器方面,日本World-Labo.Co实验室采用掺杂浓度为15 at.%的Yb:YSAG透明陶瓷,获得脉冲宽度280 fs,平均输出能量为62 mW的锁模脉冲激光输出.陶瓷自调Q脉冲激光器和陶瓷光纤激光器亦有很大进展.陶瓷激光器的开发和应用不仅延伸到传统固体激光器的各个研究领域,并且能够不断突破现有固体激光技术的局限,有望推动未来固体激光工程向更广阔的空间发展.     

可调谐被动锁模掺铥光纤激光器

为了实现波长可调谐被动锁模掺铥光纤激光器，提出了基于激光腔随机双折射效应通过调节激光偏振态来改变被动锁模掺铥光纤激光器的工作波长的方法，并进行了原理分析和实验验证。结果表明，调节偏振控制器可实现在2010nm，2019nm，2024nm，2050nm等多个中心波长处的锁模脉冲输出，同时在单个中心波长附近，还可以精密调谐。这种可调谐锁模激光器结构简单、可调谐性好，对光通信、超快光学、医学、遥感技术和雷达等应用中光源的选择有一定的参考价值。     

超快光纤激光器提供灵活解决方案

利用超快光纤激光器产生皮秒或飞秒光脉冲是当今世界最活跃的研究领域之一.尽管人们已经成功研制出了利用超快锁模激光器产生皮秒和飞秒光脉冲的技术,但这项技术仍局限于实验室和高端应用.     

测量超短脉冲的新技术

由于受光通信、材料表征等领域潜在应用的推动,超短脉冲光源一直是激光器发展中最活跃的领域之一。除了脉冲宽度不断减小的实验室激光器外,预计锁模半导体激光器和二极管泵浦固态激光器将提供大量在现实社会中使用的光源。超快速脉冲性能远没被利用,高速传感器和超快速脉冲技术研究不断有新的进展,最终将开发成以锁模激光器为基础的商用系统。     

基于非线性环形放大镜和微纳光纤锁模激光器的研究现状

被动锁模光纤激光器是超快激光家族中的重要成员,凭借光纤的优良特性,如鲁棒性好、结构简单紧凑、稳定可靠等,吸引了相关研究者的广泛关注。近年来,随着光纤制备工艺和锁模技术的不断进步,光纤锁模激光器得到了迅速发展。基于此,描述锁模技术及不同色散区的锁模激光器,并依据锁模机制、脉冲性质等分类叙述,综述了国内外该领域的研究现状和发展趋势,重点阐述全光纤非线性环形放大镜和微纳光纤锁模激光器的研究进展。     

可见波段超快脉冲激光研究进展

超快脉冲激光因具有超短的响应时间及较高的峰值功率而在激光加工及强场物理学等领域有重要应用。随着蓝光激光二极管及掺杂镨离子激光增益介质的发展,可见波段超快脉冲激光迅速发展,主要综述了可见波段超快脉冲激光的研究进展及现状,详细描述了克尔透镜锁模、高重复频率吉赫兹自锁模及基于可饱和吸收体的锁模等技术在可见光波段的应用,并展望了可见波段超快激光的发展方向及前景。     

快寻迹激光器

在纽约市立学院物理系超快速光谱学和激光实验室用微微秒和毫微微秒激光器和有关技术已研究了物质中的动力学过程。人们可以看到经过以往的十年，光谱学已进入了一个新领域，这就是超快速时间分辨光谱学。在产生超快速脉冲技术上的每一个进展都为物理学、化学、生物学研究开辟了新区域。最近几年，各研究小组间的竞争特别剧烈。目前用被动锁模染料激光器产生了短至30毫微微秒(30×10^-15秒)的脉冲。本文将讨论用被动锁模产生微微秒和毫微微秒脉冲的问题以及所涉及的固体和染料两类激光器。     

锁模元件SBR用于飞秒固体激光器中的分析

为了得到稳定的飞秒锁模脉冲,SBR广泛用于飞秒固体激光器中的锁模。分析了SBR的结构和光谱特性,并从密度矩阵方程出发导出了SBR的吸收系数、饱和强度与SBR的固有参数之间的关系,分析了SBR在固体激光器中的锁模机理,得到了SBR在固体激光器中锁模的基本条件,结果表明,SBR能够用于飞秒固体激光器锁模并提高锁模脉冲的质量。     

中红外波段超快光纤激光器研究进展

近年来中红外超快锁模激光器发展极为迅速,有效地推动了中红外超快激光在中红外频率梳和分子光谱学、材料加工和激光手术、分子生物和化学等领域的应用。从近年来中红外超快光纤激光器的进展开始,介绍了该波段各类光纤激光的进展,并分析了如何从动力学调控上实现更窄脉宽、更远波长的技术方案;系统介绍了中红外光纤放大器中啁啾脉冲放大和非线性放大技术。综合来看,中红外超快光纤激光器正处在高速发展阶段,未来具有极高的应用价值。     

高稳定度连续Nd:YAG声光锁模激光器

锁模激光器是获得微微秒超短光脉冲的主要手段。锁模技术的发展和具有稳定输出的锁模激光器的研制,将直接影响到近年来迅速兴起的超快过程物理学以及远程精密测距、卫星光通讯、激光核聚变等重要技术应用的发展。在锁模的两种主要方式——主动锁模和被动锁模中,主动锁模由于其具有稳定度高和能实现外部电控的特点而被广泛重视。本课题属于调幅式主动锁模,是利用布喇格声光调制器来完成对连续Nd∶YAG激光器的模式锁定。我们于1980年4月研制成功并投入运行     

超快拉曼光纤激光器技术研究进展

锁模和超短脉冲同步抽运是拉曼光纤激光器得到超短脉冲的主要方式。在锁模拉曼光纤激光器中,基于等效可饱和吸收体的结构可以实现较高性能的输出,但目前仍面临增益光纤过长带来的问题。超短脉冲同步抽运的方式可以有效解决这一问题,实现参数极佳的超快拉曼激光输出。超快拉曼光纤激光器发展潜力巨大,未来的研究将着眼于进一步提升各类超快拉曼光纤激光器的整体输出性能并探究其中的新现象。     

更快,更好,更便宜:超短激光三者兼得

生命中最基本的化学过程，如蛋白质分子的合成和光合作用，都发生在皮秒或飞秒量级（１０～（－１２）～１０～（－１５））。多年以来，在生物和化学实验室中都有一种专门的碰撞锁模染料激光技术来研究这种超快现象。今天这种模式的最快的激光器正在世界范围内增强它在实验室的能力，甚至它在工业生产中都有了用途。锁模 锁模是所有超短激光的基础。考虑一个谐振腔有一个循环光脉冲和一个放在反射镜之间的快门。快门开启足够长以在一个时间狭缝中仅能够通过一个光脉冲。如果这个光脉冲以不变的相位在谐振腔中循环它将不会丢失。 这种结构与…