超快激光与测量简介

随着激光技术的飞速发展,超快激光出现在了人们的视线之中,它具备独特的超短脉冲和超强特性,
能以较低的脉冲能量获得极高的峰值功率。
超快激光的定义:
(1)具有极短的激光脉冲。脉冲持续时间只有几个皮秒或飞秒。
(2)具有极高的峰值功率。其电场远远强于原子内库仑场,具有极高的电场强度,足以使任何材料
发生电离。
从六十年代开始,人们通过各种激光锁模技术,如被动锁模、主动锁模、同步锁模等手段,把激光脉
冲的脉宽压缩到皮秒量级(ps,10‐12 秒),并且开始将其应用于物理、化学等学科领域。到了八十年代,随
着激光碰撞锁模技术的开拓,又把激光脉冲的宽度压缩到了飞秒量级(fs,10‐15 秒),就是说,在这个脉冲时
间里,光子在空间只运行了亚微米的距离。飞秒激光为人类提供了全新的实验手段与极端的物理条件,由
此,人类被带进了一个崭新的时空世界。这样,一系列新现象、新效应、新规律、新机制以及新理论、新
方法、新应用等等便随之如雨后春笋般迅速涌现出来。光孤子的形成与传输、啁啾光脉冲的压缩、展宽与
放大等等,一个个重要课题不断地吸引人们去研究和应用。飞秒光纤激光器由于具有小巧、高效,高光束
质量等优越特性,他的出现更是促进了飞秒超快光子学的发展。
飞秒光纤激光器的基本原理:
目前开发的光纤激光器主要采用搀稀土元素的光纤作为增益介质,由于光纤激光器中光纤纤芯很细,
在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度的增益空间,从而实现激光工作物质中能级结构之间的粒子
数反转。因此适当加入正反馈回路便可形成激光振荡。根据光纤激光器采用的谐振腔结构可以把光纤激
光器分为F‐P 腔光纤激光器和环行腔光纤激光器两类。光纤激光器产生超短光脉冲采用的技术通常有两
种:调Q技术和锁模技术。调Q技术虽然可以使光纤激光器在整个增益谱的宽范围内产生波长可调的高峰
值功率(大于1kW)脉冲,但这种脉冲的宽度相对较宽。而锁模技术加上脉冲压缩技术则可以产生比100fs
更短的光脉冲。这种飞秒激光器的特点是全光纤结构,小巧、高效,高光束质量,与传输光纤兼容,因
此更有重要的实用价值,在科研和工业领域得到了广泛的应用。