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。 zd$'8/Cq
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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。 oDS7do
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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&ti "|2\
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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。 /Ey%aA4v
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3、可調(diào)諧鈦寶石激光器 通過對(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。 uP4yJ/]
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窄線寬鈦寶石激光器也在深化研究，目前已能獲得動(dòng)態(tài)單模激光輸出，其頻率穩(wěn)定性達(dá)1khz。 3ZT3I1/D
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如上所述，對(duì)于以鈦寶石激光器為代表的固體激光器是當(dāng)前發(fā)展的熱點(diǎn)，其研究重點(diǎn)主要反映在以下方面： 結(jié)合激光器全固化，發(fā)展調(diào)q、鎖模、選模等多種運(yùn)轉(zhuǎn)方式，即研制全固化調(diào)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(diào)諧技術(shù)，研制全固化大范圍可調(diào)諧激光器等；結(jié)合全固化與頻率變換技術(shù)，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(zhǎng)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(zhì)吸收光譜相匹配的泵浦用大功率半導(dǎo)體激光器。 ~v&Q\ >'
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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(guān)注。例如，最近使用雙包層摻釹光纖，在800nm波長(zhǎng)的ld泵浦下可產(chǎn)生功率近40w、波長(zhǎng)為1064nm的激光，甚至直接產(chǎn)生倍頻綠激光，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)40%，由于可使用光纖光柵作諧振腔，因此也具有可調(diào)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(shí)驗(yàn)也不斷有報(bào)道。由于這種新型高功率可調(diào)諧固體激光器具有超小型、高效率等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此有重要的應(yīng)用前景。
