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飞秒激光技术的发展历程与展望
第一阶段:
1. 1965年,利用被动锁模技术在红宝石激光器上直接产生皮秒超短激光脉冲。
2. 1976年,利用对撞锁模技术实现0.3ps的激光脉冲。
3. 1981年,利用CPM环形染料激光器产生90fs的激光脉冲。
4. 1985年,陈国夫采用四棱镜补偿群速度弥散的方法,获得27fs的激光脉冲。
5. 1986年,陈国夫设计出19fs的激光脉冲。
6. 1988年,出现半导体机激光器泵浦的Nd:YAG锁模激光器,产生了5.5ps的锁模脉冲。
第二阶段:
7. 1991年,掺钛蓝宝石得晶体的研制成功,为锁模激光器注入了新的生机。
8. 美国的光谱物理(SP)公司J.D.Kafka等人利用掺钛蓝宝石设计出17fs的激光器系统。
9. 美国的B.Procter等人利用减少三阶弥散方法获得13fs的激光脉冲。
10. 荷兰的M.S.Pshenichnikov等人利用自锁模掺钛蓝宝石激光器获得13fs的激光脉冲,重复频率200KHz。
11. 美国学者M.T.Aski等利用自锁模同样得到了11fs的超短脉冲。
12. 奥地利的A.Sting 也获得11fs秒的超短脉冲。
第三阶段:
各国的科研人员通过改良各种技术条件和采用新型腔体结构,企图产生亚10fs的超短脉冲,向着测不准原理所规定的理论极限3fs挺进。
13. 瑞士联邦电学院量子电子学研究所的R.Fluck等人制作了一种带有镀银底反射镜的宽带饱和吸收器,该吸收器的反射带宽恰好具有10fs秒脉冲所具有的是能,利用模掺钛蓝宝石激光器,可获得10fs自启动克尔透镜锁模脉冲,同时获得16fs的自启动孤子锁模脉冲。
14. 德国Max-Planck电子量子学研究所的A.Kasper等人,利用单相克尔透镜锁模的掺钛蓝宝石环形激光器也获得了10fs的激光脉冲。(他们使用的环形腔,在接近带宽极限处790nm获得10fs的脉冲。内腔弥散的补偿是通过介电反射镜实现的,锁模为无孔径自启动。
15. 保加利亚索非亚大学物理系的Ivan P等人同美国密执安大学超快光学研究中心的Margred M等人合作,建立了克尔透镜锁模的亚10fs激光器的运转过程建立了三维模[1]型:指出对于克尔透镜锁模的亚10fs而言,晶体的长度是脉冲延迟时间的主要限制。脉冲延迟也是警惕长度的一个函数。因此,即使对腔内的纯群速度弥散实现了良好的补偿,也不能使激光器产生亚10fs的运转。
16. 奥地利维也纳技术大学量子电子学和激光技术研究所L.Xu等人,利用连续波锁模超宽带频带环形震荡钛蓝宝石激光器系统,获得峰值功率1MW的7.5fs的激光脉冲。
17. 瑞士联邦技术研究所的I.D.Jung及其合作者,利用棱镜对与啁啾反射镜组合,借助克尔透镜锁模的钛蓝宝石激光器,直接产生了6.5fs的自启动激光脉冲。
18. 美国加利福尼亚大学C.P.Barty及其合作者研制了一种钛蓝宝石啁啾脉冲放大系统,并对脉冲质量有很大的改善。
第四阶段:脉冲的压缩与放大技术
1. 1985年,美国密执安大学的R.Morou教授提出啁啾脉冲放大技术。
2. 奥地利维也纳技术大学的科研人员利用一个带空心光纤/啁啾反射镜脉冲压缩器的全固态钛蓝宝石激光震荡/放大器产生了5fs的激光脉冲。
发展趋势
1. 实现更短的脉宽,达到亚飞秒直至阿秒级的高能激光脉冲。
2. 扩展阿飞秒激光的波长范围。(通过新的激光介质、多种变频技术和Thomson散射等手段)
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