超快固體激光器的長期存在的問題被解決

 

　　用固體激光材料作為工作物質的激光器。工作介質是在作為基質材料的晶體或玻璃中均勻摻入少量激活離子。例如：在釔鋁石榴石（YAG）晶體中摻入三價釹離子的激光器可發射波長為1050納米的近紅外激光。固體激光器

 

　　具有多千兆赫脈沖重復率的超快激光器對于需要高采樣率或可分辨頻率梳狀線的應用是理想的。

 

　　固體激光器所謂的光頻梳（OFCs）已成為計量和光譜學中廣泛應用的關鍵工具，Ursula Keller教授在量子電子研究所做出了重要的開創性貢獻。為了生產具有易于分辨并且同時具有低噪聲水平的梳狀線的OFC，需要專用的激光系統。近年來，光子學界在OFCs的開發和改進方面取得了重大進展-現在存在各種各樣的系統，從電光和微諧振梳到Kerr透鏡鎖模（KLM）Ti：藍寶石激光器。然而，所有這些當前的千兆赫茲OFC都具有在系統復雜性，成本，穩定性，重復率和/或平均功率方面需要妥協的缺點。

 

　　具有半導體可飽和吸收鏡（SESAM）的直接二極管泵浦超快固態激光器在過去已被證明是穩定可靠的OFC源。然而，到目前為止，他們從未能夠以>10 GHz的重復頻率提供高功率（瓦特級）和短（即飛秒）脈沖。由于固有的脈沖能量波動越來越難以在高重復率下抑制并且傾向于損壞激光器部件，因此難以達到這樣的水平。

 

　　Aline Mayer和Christopher Phillips博士是凱勒的團隊成員（量子電子研究所），現在推出了一種可以克服這些權衡的新型鎖模激光器。在《自然通信》雜志上寫道，它們最近推出了一種連續波的第一飛秒瓦特級操作鎖模固態激光器在超過10GHz的重復率。

 

　　他們成功的關鍵是將SESAM與微結構非線性器件結合使用，該器件具有大的，可調諧的和低損耗的自散焦克爾非線性。這種無源腔內器件通過一種新型二維圖形化準相位匹配晶體實現，可保護激光器元件，并通過非常簡單的線性激光腔實現10 GHz重復頻率下的穩定短脈沖操作。

 

　　固體激光器該方法可以使用理想的腔體格式以及使用低成本多模式二極管直接泵浦，而不會影響性能或重復率。因此，這種創新設計代表了一類新的高重復頻率激光器，不再受以前系統的折衷。因此，到目前為止，只有在具有昂貴的Ti：藍寶石激光系統的實驗室環境中才能實現的眾多應用現在應該變得更容易獲得。