超快激光技術(shù)及應(yīng)用

超快激光技術(shù)及應(yīng)用
隨著激光技術(shù)的飛速發(fā)展，超快激光出現(xiàn)在了人們的視線之中，它具備*的超短脈沖和特性，
能以較低的脈沖能量獲得*的峰值功率。
超快激光的定義：
（1）具有極短的激光脈沖。脈沖持續(xù)時(shí)間只有幾個(gè)皮秒或飛秒。
（2）具有*的峰值功率。其電場(chǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于原子內(nèi)庫(kù)侖場(chǎng)，具有*的電場(chǎng)強(qiáng)度，足以使任何材料
發(fā)生電離。
從六十年代開始，人們通過各種激光鎖模技術(shù)，如被動(dòng)鎖模、主動(dòng)鎖模、同步鎖模等手段，把激光脈
沖的脈寬壓縮到皮秒量級(jí)(ps，10‐12 秒)，并且開始將其應(yīng)用于物理、化學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域。到了八十年代，隨
著激光碰撞鎖模技術(shù)的開拓，又把激光脈沖的寬度壓縮到了飛秒量級(jí)(fs，10‐15 秒)，就是說,在這個(gè)脈沖時(shí)
間里，光子在空間只運(yùn)行了亞微米的距離。飛秒激光為人類提供了全新的實(shí)驗(yàn)手段與的物理?xiàng)l件，由
此，人類被帶進(jìn)了一個(gè)嶄新的時(shí)空世界。這樣，一系列新現(xiàn)象、新效應(yīng)、新規(guī)律、新機(jī)制以及新理論、新
方法、新應(yīng)用等等便隨之如雨后春筍般迅速涌現(xiàn)出來。光孤子的形成與傳輸、啁啾光脈沖的壓縮、展寬與
放大等等，一個(gè)個(gè)重要課題不斷地吸引人們?nèi)パ芯亢蛻?yīng)用。飛秒光纖激光器由于具有小巧、高效，高光束
質(zhì)量等*特性，他的出現(xiàn)更是促進(jìn)了飛秒超快光子學(xué)的發(fā)展。
飛秒光纖激光器的基本原理：
目前開發(fā)的光纖激光器主要采用攙稀土元素的光纖作為增益介質(zhì)，由于光纖激光器中光纖纖芯很細(xì)，
在泵浦光的作用下光纖內(nèi)極易形成高功率密度的增益空間，從而實(shí)現(xiàn)激光工作物質(zhì)中能級(jí)結(jié)構(gòu)之間的粒子
數(shù)反轉(zhuǎn)。因此適當(dāng)加入正反饋回路便可形成激光振蕩。根據(jù)光纖激光器采用的諧振腔結(jié)構(gòu)可以把光纖激
光器分為F‐P 腔光纖激光器和環(huán)行腔光纖激光器兩類。光纖激光器產(chǎn)生超短光脈沖采用的技術(shù)通常有兩
種：調(diào)Ｑ技術(shù)和鎖模技術(shù)。調(diào)Ｑ技術(shù)雖然可以使光纖激光器在整個(gè)增益譜的寬范圍內(nèi)產(chǎn)生波長(zhǎng)可調(diào)的高峰
值功率（大于１ｋＷ）脈沖，但這種脈沖的寬度相對(duì)較寬。而鎖模技術(shù)加上脈沖壓縮技術(shù)則可以產(chǎn)生比100fs
更短的光脈沖。這種飛秒激光器的特點(diǎn)是全光纖結(jié)構(gòu)，小巧、高效，高光束質(zhì)量，與傳輸光纖兼容，因
此更有重要的實(shí)用價(jià)值，在科研和工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。