钛蓝宝石飞秒激光器工作原理研究
发布时间：2021-02-22 11:08
钛蓝宝石飞秒激光器是一种持续时间极短（10-15s），峰值功率高的以脉冲形式运转的激光。它不仅能使人们获得超短时间的分辨能力，同时，由于它的高峰值功率，飞秒激光器用途使它在各个领域都得到了广泛的应用。
钛蓝宝石飞秒激光器包括钛蓝宝石飞秒激光器振荡器和钛蓝宝石飞秒激光器放大器两部分，钛蓝宝石飞秒激光器工作原理研究是目前能产生飞秒量级脉冲的应用最广泛的激光器。它通过钛宝石的自锁模原理，并采用世界上先进的啁啾脉冲放大（CPA）技术，已能直接产生零点几个飞秒，峰值功率达太瓦量级的激光脉冲。
文章从钛蓝宝石飞秒激光器的增益特性，自锁模原理，色散及色散补偿，脉冲的展宽与压缩，再生放大器等方面，对飞秒钛宝石激光振荡器和放大器的工作原理做详细的阐述。
飞秒钛宝石激光振荡器， 或简称“钛蓝宝石飞秒激光器”，是利用钛宝石的增益特性产生飞秒量级超短脉冲激光的装置。
一台典型的钛蓝宝石飞秒激光器器的主要结构包括泵浦源、增益介质和光谐振腔三个组成部分，由泵浦源所发射的泵浦激光入射到钛宝石晶体上， 产生反转粒子；平面镜 M1和半透镜OC构成 谐振腔，腔内两个曲率半径相同的凹面镜M2、 M3起到聚焦的作用；此外，在激光腔内还要有专门的色散补偿装置-切成布儒斯特角的棱镜对P1、P2。
逐渐广泛，钛蓝宝石飞秒激光器工作原理研究可以产生飞秒量级的激光器和技术也经历了几代的革新。从染料激光器到固体激光器，由调Ｑ技术到锁模技术，乃至现今能产生最短脉冲的自锁模技术，超短脉冲技术在短短几年时间里就有了飞跃式的进步。其中，采用自锁模技术的掺钛蓝宝石激光器是超短脉冲技术的一个热门话题。
钛蓝宝石飞秒激光器具有非常高的瞬时功率，可达到百万亿瓦，比目前全世界发电总功率还要多出百倍。钛蓝宝石飞秒激光器的第三个特点是，它能聚焦到比头发的直径还要小的空间区域，使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍。帮助我们治疗近视疾病。
钛蓝宝石飞秒激光器在瞬间发出的巨大功率比全世界发电总功率还大，目前已有所应用，科学家预测钛蓝宝石飞秒激光器将为下世纪新能源的产生发挥重要作用。
由于掺钛蓝宝石晶体的荧光光谱很宽，如果激光器的纵模全部被锁定，理论上可以直接产生几个飞秒的脉冲输出，而无需采用另外的脉宽压缩技术，这是其它激光器所无法比拟的。在我国，对掺钛蓝宝石激光器的研究和应用虽然已经有了很大程度。
通过对放大过程中的光斑直径随放大通数的演化问题的研究，给出了抑制增益饱和效应的办法。通过对光谱增益窄化效应的研究与分析，给出了高 斯型光谱设计在消除钛宝石钛蓝宝石飞秒激光器器中增益窄化效应的分析结果， 使得窄化效应得到较好抑制；分析了放大系统的压缩器构成原理，给出了实际的实验方案。 三、分析了放大过程中的时序检测问题与脉冲选单技术的原理。通过具体 的实验掌握了实际的监测与控制技术。
