20世紀70,80年代，超快激光主要是采用被動鎖模的染料激光器，可以產生亞ps級的短脈沖激光．80年代末期，發現了可調諧范圍為660—1100nm的鈦寶石(Ti：A1203)，其帶寬非常有利于實現fs激光脈沖，而且具有受激發射截面大、激光損傷閾值高等優點． 2001年，采用Kerr透鏡被動鎖模，獲得了平均功率為100mW，脈寬為5,V6fs的激光脈沖，并且首次實現了fs脈沖運轉下的波長寬帶(400nm)調諧．鈦寶石激光器基本上取代了染料激光器在超短脈沖激光領域中的位置，成為了最主要的超短脈沖激光振蕩源．太瓦、飛秒(注：太瓦即Tw，1012W；飛秒即fs，10--158)超快高功率激光在物理、化學以及生命科學等領域的強場物理研究、激光慣性約束核聚變(ICF)等方面具有廣闊的應用前景．自1991年世界上第一臺自鎖模鈦藍寶石激光器研制成功以來，在短短的10多年里，鈦藍寶石激光器的脈寬從最初的皮秒(ps)發展到現在的幾飛秒(6．5fs)，峰值功率由瓦提高到太瓦甚至拍瓦(即PW，1015w)，受到了世界各國的極大關注最為典型的是美國勞倫斯·里弗莫爾實驗室(LLNL)獲得了430fs、1．3PW、1021W／cm2的激光輻照強度，這一強度超過產生等離子體要求閾值的1000倍，該系統采用了3塊大尺寸片狀鈦寶石晶體(兩塊直徑100mm，一塊直徑80mm)作為放大器．因此研制出高光學均勻性、高濃度均勻性、大直徑的鈦寶石激光晶體，對于發展超短、超快、超強(“三超”)激光器具有重要意義．
美國Crystal System公司F．Schmid等人采用熱交換法(HEM)可以生長出大尺寸(直徑>80ram)、高質量的Ti：A1203激光晶體．該方法是目前世界上生產優質Ti：A1203晶體的主要方法之一，但它難于在零雙折射方向(0001)上生長單晶，因此晶體利用率低．上海光機所的導向溫度梯度法是生長大尺寸、高摻鈦濃度(0．45wt％)、高峰值吸收系數(490nm處達7．0cm-1)和高完整性Ti：A1203晶體的有效技術．自1996年起，先后生長并提供優質的l0mmx l0mmx 15mm、15mmx 15mmx 15mm、直徑20mm* 15mm、直徑25mmx20mm和30mmxl5mm器件晶體，并繼1996年在國內首先建成了2．8TW／43fs小型化CPA(啁啾脈沖放大)鈦寶石超短超強激光裝置，于1998、2001和2002年，先后將該激光系統升級到5．4、16和TW.2004年，采用55x40x23mm3激光晶片，在國內突破100Tw大關(120TW／36fs)．更大尺寸如80mm、100mm的鈦寶石激光晶片和500TW、1PW鈦寶石超短超強激光輸出正在進一步的發展之中．
隨著高性能LD的快速發展，具有高效率、小型化、集成化的LD泵浦全固態超快激光器成為這一領域的另一主要研究方向．由于鈦寶石的吸收帶位于400—600nm，無法采用LD直接泵浦．而適合高性能InGaAs二極管泵浦的摻鐿(Yb3+)激光介質成為了這一領域研究的焦點．與Nd3+等其他稀土離子相比，由于Yb3+離子在晶場中具有強的電一聲子耦合效應，摻Yb激光介質普遍具有較寬的吸收和發射帶，有利于產生超短脈沖．通過選擇或設計合適的基質晶體，可以獲得更短的激光脈沖．例如，最初采用Yb：YAG，產生的激光脈寬為340fs．之后開展了大量具有寬帶發射特性的摻Yb激光介質的研究工作，并獲得了很大的進展．例如，2004年，Yb：SYS晶體在1066nm處獲得了平均功率為156mW的70fs的激光脈沖，其工作波長可以在1055—1072nm范圍內連續調諧．可以預測，隨著具有更加優異綜合性能基質晶體的出現，以及超快激光器在加工、醫療等方面應用的獨特優勢，LD泵浦全固態超快激光器不僅在科研，而且在實現工業化的技術上將有重大突破．
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