然超快（皮秒和飛秒）激光器只是激光器應(yīng)用于當(dāng)今工業(yè)界和醫(yī)療界（如加工玻璃用于智能手機(jī)屏幕和激光眼科手術(shù)）的一個(gè)重要部分，但是超快科學(xué)激光器在研究領(lǐng)域的應(yīng)用卻非同一般。事實(shí)上，科學(xué)研究是所有類型激光器的開(kāi)始，恰恰超快激光器也是從研究項(xiàng)目開(kāi)始的。材料微加工領(lǐng)域的利器：超快光纖激光器
超快科學(xué)激光器的類型包括振蕩器和放大器，兩者都可以采用大塊的或光纖器件構(gòu)建。采用光纖制造可以實(shí)現(xiàn)小型、堅(jiān)固的超快科學(xué)激光器，雖然光纖有很多亟待解決的內(nèi)在問(wèn)題：高峰值功率以及纖維經(jīng)過(guò)高強(qiáng)度使用引起的光學(xué)損傷或非線性光學(xué)效應(yīng)。然而，后者在某些情況下經(jīng)過(guò)善加利用的突出例子是超連續(xù)光源，依賴于光纖非線性特性輸出高亮度寬帶光。
超快科學(xué)激光器類別包括產(chǎn)生超短飛秒脈沖的商用激光器，這種激光器通常依靠成熟技術(shù)產(chǎn)生高質(zhì)量脈沖，如載波包羅相位（CEP）穩(wěn)定，確保每個(gè)周期脈沖的相位被正確校準(zhǔn)在脈沖包絡(luò)里。為了產(chǎn)生不損傷放大器內(nèi)器件的高能放大飛秒脈沖，啁啾脈沖放大（CPA）利用色散元件在脈沖進(jìn)入放大器之前在時(shí)間上延展種子脈沖，經(jīng)過(guò)放大之后高能脈沖被時(shí)域壓縮。
超快激光器的歷年演變可以參見(jiàn)德國(guó)光纖超快激光器供應(yīng)商Toptica公司提供的表格，第一臺(tái)超快激光器基于染料增益介質(zhì)，價(jià)格昂貴，性能不穩(wěn)定，而基于固體增益介質(zhì)的激光器，如鈦藍(lán)寶石激光器，基于光纖的商用激光器具有較高的可靠性及合理成本。NPN三極管的共發(fā)射極放大電路的基本原理

　　超快光纖激光器
“Toptica生產(chǎn)的皮秒和飛秒被動(dòng)鎖模光纖激光器增益介質(zhì)采用光纖摻鐿（Yb）和鉺（Er），”Toptica總裁Wilhelm Kaenders說(shuō)，“多年以來(lái)，我們一直采用保偏光纖及飽和吸收器技術(shù)，目前有些光纖解決方案的使用壽命已經(jīng)超過(guò)30000小時(shí)?！惫镜募す馄靼l(fā)射波長(zhǎng)包括780、1030、1064、1550nm。
Kaenders指出Toptica激光器的高連續(xù)操作時(shí)間可以用于特殊用途，如太赫茲生成、多光子顯微鏡、雙光子聚合，以及時(shí)間分布的精密光學(xué)時(shí)鐘。該激光器產(chǎn)生的脈沖持續(xù)時(shí)間從40fs到10ps，甚至還能與主動(dòng)重復(fù)率同步，質(zhì)量特別適于頻率梳的產(chǎn)生。頻率梳的許多科學(xué)用途包括等離子體滅菌測(cè)量、發(fā)現(xiàn)外流星、超精密時(shí)間信號(hào)轉(zhuǎn)換、微量氣體檢測(cè)、絕對(duì)距離測(cè)量干涉。
由于體積小，超快光纖激光器可以作為鈦藍(lán)寶石放大器的優(yōu)秀種子光源。例如，Continuum公司制造的Q-Light-PM是一款小型、尺寸為459.99999999999994px×392.5px×162.5px的堅(jiān)固盒子，包含一個(gè)摻鉺光纖激光器發(fā)射線偏振光倍頻到780nm波段、光束質(zhì)量（M2）為1.2或更高，脈沖持續(xù)時(shí)間110fs或更短，重復(fù)頻率30～40MHz，平均功率10mW左右；盒子里還包括電控制器。除了作為鈦藍(lán)寶石放大器種子源，激光器還可以用于成像處理和生物醫(yī)學(xué)研究。

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