掺铥无序晶体锁模激光器研究_孔令臣著_9787568415859

全书分为三个部分，第一部分介绍锁模原理和掺铥无序晶体结构及其宽光谱增益原理，第二部分以无序晶体Tm：CaYA104和Tm，Y：CaF2为激光介质分别实现中红外2微米中红外皮秒、双波长及其飞秒锁模激光器，第三部分演示掺铥无序晶体锁模激光器从皮秒到双波长再到飞秒激光脉冲演化的数值计算结果。

人眼的2μm中红外激光处于水、CO2及诸多气体分子的吸收峰，在激光、有机材料加工、气体探测等方面已经展示出应用潜力。2μm激光主要通过掺铥或掺钬激光介质产生，而掺铥的锁模激光器具有短脉宽、宽光谱率的优势，在中红外OPO泵浦、中红外超连续产生、激光外科手术、中红外光谱学等方面具有广泛的应用前景。相比红外钛宝石的宽带增益光谱，掺铥激光介质的增益光谱通常比较窄，因此掺铥锁模激光器大多只能输出皮秒脉冲。掺铥无序晶体由于具有无序的晶格结构，产生了多个辐射中心，导致增益光谱分裂和展宽，因而通常具有较大的增益带宽。此外，长程有序的晶格结构保证其具有良好的散热能力，因此掺铥无序晶体适合成为超快锁模激光器的增益介质。考虑掺铥无序晶体增益光谱加宽的特点，其增益必然为非均匀增益，是由大量随机非连续分布的窄带波长增益中心组成的，因此，掺铥无序晶体激光器可以工作在单波长和多波长运转状态。本书详细论述2um掺铥无序晶体锁模激光器：以无序晶体Tm：CaYAlO和Tm，Y：CaF2为激光介质分别实现中红外皮秒、双波长同步拍频及晶体飞秒锁模脉冲稳定输出，并结合多波长拍频的实验和结果研究掺铥无序晶体固体锁模激光器的脉冲和光谱形成机理。本书分为三个部分：部分是研究基础（第pan>章和第2章），主要介绍锁模原理、掺铥无序晶体的结构及晶体多波长宽带增益的特点，并在宽带增益的基础上探讨无序晶体激光器自脉冲产生的原因。第二部分是实验（第3～5章），分别以无序晶体Tm：CaYA1O和Tm，Y：CaF2为激光介质实现稳定的2μm中红外皮秒、双波长及飞秒锁模脉冲输出。第三部分是机理研究（第6章），结合多波长锁模同步拍频实验结果，采用多波长孤子脉冲拍频出实验类似脉冲结构，得出结论：锁模激光器的输出脉冲是多波长孤子脉冲拍频产生的，无论是皮秒脉冲、多波长还是飞秒锁模，掺铥无序晶体锁模激光器都工作在孤子锁模状态之，本书系统研究掺铥无序晶体锁模激光脉冲的产生机理，利用掺铥无序晶体的多波长增益特性实验演示多波长孤子锁模拍频脉冲输出；同时演示可输出飞秒脉冲的锁模激光器，得出无序晶体飞秒锁模激光器工作在多波长孤子锁模状态，即多波长孤子脉冲拍频产生飞秒脉冲。本书的研究成果将有助于深入理解固体激光器锁模脉冲产生机理，并为研究新型超快激光晶体提供理论指导。

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