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飞秒激光器(femtosecond lasers)
定义：
发射的脉冲的时间间隔在几个飞秒和几百飞秒之间的激光器。
飞秒激光器是可以发射光脉冲持续时间小于1ps（→超短脉冲）光脉冲的激光器，也就是说是在飞秒时间域内（1 fs = 10−15 s）。
因此这种激光器也被归于超快激光器或超短脉冲激光器的分类中。对于产生这种短脉冲，常常用到一种叫做被动模式锁定的技术。
目录
飞秒激光器的类型
固体激光器
被动锁模的固体激光器能发出高质量的超短脉冲激光，拥有典型的持续时间30 fs和30 ps。各种二极管抽运激光器，如基于掺钕或掺镱的增益媒介，在这种体系中，典型的平均输出功率在100 mW和1 w之间。
应用先进的色散补偿的钛蓝宝石激光器甚至可适用于持续时间小于10 fs的脉冲，极限情况下可以达到约5 fs。脉冲重复率在大多数情况下为50 MHz到500 MHz，对于较大的脉冲功率，重复率会变小一些，大概几兆赫，而一些微型激光器则有几十兆赫。
光纤激光器
各种类型的超快光纤激光器，在大多数情况下也是被动锁模的，提供的典型脉冲持续时间在50到500 fs，重复率10到100 MHz，平均功率为几个毫瓦。
大体上，拥有更高的平均功率和脉冲能量的激光器是可行的，如与展宽脉冲光纤激光器或自相似脉冲激光器，或与一个光纤放大器结合。
全光纤的解决方案在大规模生产中是相当划算的，当然，所需的努力是开发出一种光纤产品，高性能和高运行可靠性应能承受各种技术挑战。
染料激光器
钛蓝宝石激光器出现之前，超短脉冲产生领域由染料激光器主导。染料激光器的增益带宽允许脉冲持续时间为10 fs级别，不同的激光染料适用于各种发射波长，且常在可见光谱的范围内。由于染料激光器一些处理中的缺点，飞秒染料激光器不再经常使用。
半导体激光器
一些锁模二极管激光器可以产生飞秒级别的脉冲。在激光器的直接输出端，脉冲持续时间通常至少几百飞秒，但利用外部脉冲压缩，可以获得持续时间更短的脉冲。
被动锁模的垂直外腔面发射激光器(VECSELs)也是可能实现的；这种类型的激光器受关注，主要是因为它可以提供一种结合的特点，短脉冲持续时间，脉冲重复率高，时而有很高的平均输出功率，但是它不适合于很高的脉冲能量。
其他类型
更多特别类型的飞秒激光器是色心激光器和自由电子激光器。后者可以发射飞秒脉冲甚至X-射线形式的脉冲。
飞秒激光器的一些重要特性
飞秒激光器的一些主要性能指标如下：
发射的脉冲的时间间隔在几个飞秒和几百飞秒之间的激光器。
飞秒激光器是可以发射光脉冲持续时间小于1ps（→超短脉冲）光脉冲的激光器，也就是说是在飞秒时间域内（1 fs = 10−15 s）。
因此这种激光器也被归于超快激光器或超短脉冲激光器的分类中。对于产生这种短脉冲，常常用到一种叫做被动模式锁定的技术。
目录
- 飞秒激光器的类型
1.1 固体激光器
1.2 光纤激光器
1.3 染料激光器
1.4 半导体激光器
1.5 其他类型
1.2 光纤激光器
1.3 染料激光器
1.4 半导体激光器
1.5 其他类型
- 飞秒激光器的一些重要特性
飞秒激光器的类型
固体激光器
被动锁模的固体激光器能发出高质量的超短脉冲激光，拥有典型的持续时间30 fs和30 ps。各种二极管抽运激光器，如基于掺钕或掺镱的增益媒介，在这种体系中，典型的平均输出功率在100 mW和1 w之间。
应用先进的色散补偿的钛蓝宝石激光器甚至可适用于持续时间小于10 fs的脉冲，极限情况下可以达到约5 fs。脉冲重复率在大多数情况下为50 MHz到500 MHz，对于较大的脉冲功率，重复率会变小一些，大概几兆赫，而一些微型激光器则有几十兆赫。
光纤激光器
各种类型的超快光纤激光器，在大多数情况下也是被动锁模的，提供的典型脉冲持续时间在50到500 fs，重复率10到100 MHz，平均功率为几个毫瓦。
大体上，拥有更高的平均功率和脉冲能量的激光器是可行的，如与展宽脉冲光纤激光器或自相似脉冲激光器，或与一个光纤放大器结合。
全光纤的解决方案在大规模生产中是相当划算的，当然，所需的努力是开发出一种光纤产品，高性能和高运行可靠性应能承受各种技术挑战。
染料激光器
钛蓝宝石激光器出现之前，超短脉冲产生领域由染料激光器主导。染料激光器的增益带宽允许脉冲持续时间为10 fs级别，不同的激光染料适用于各种发射波长，且常在可见光谱的范围内。由于染料激光器一些处理中的缺点，飞秒染料激光器不再经常使用。
半导体激光器
一些锁模二极管激光器可以产生飞秒级别的脉冲。在激光器的直接输出端，脉冲持续时间通常至少几百飞秒，但利用外部脉冲压缩，可以获得持续时间更短的脉冲。
被动锁模的垂直外腔面发射激光器(VECSELs)也是可能实现的；这种类型的激光器受关注，主要是因为它可以提供一种结合的特点，短脉冲持续时间，脉冲重复率高，时而有很高的平均输出功率，但是它不适合于很高的脉冲能量。
其他类型
更多特别类型的飞秒激光器是色心激光器和自由电子激光器。后者可以发射飞秒脉冲甚至X-射线形式的脉冲。
飞秒激光器的一些重要特性
飞秒激光器的一些主要性能指标如下：
- 脉冲持续时间（一定情况下在特定范围内可调）
- 脉冲重复率（在多数情况下是固定的，或者只在很小范围内可调）
- 平均输出功率和脉冲能量
- 时间带宽积（TBP）表征对于给定脉冲持续时间，光谱带宽是否大于所需带宽。脉冲品质包含额外的方面，如时间和频率上脉冲波形的细节，再如，时间或光谱的旁瓣。
- 一些飞秒激光器提供了一个稳定的线性偏振输出，而其它的则发射不确定的偏振状态。
- 不同类型和模式的飞秒激光器，其噪声特性会有很大区别。这包括噪声脉冲的时间(→定时抖动),脉冲能量(→强度噪音)，以及各种类型的相位噪声。检测脉冲参数的稳定也很重要，包括对外部影响的敏感性，如机械振动或光学反馈。
- 一些激光器内置对应外部参考的脉冲重复率稳定设置，或用于调谐输出波长。
- 激光输出可以输送到到自由空间，如通过房子的玻璃窗，或通过光纤连接器。
- 内置监测输出功率，波长和脉冲持续时间的特性，会很方便。
- 其它潜在特点方面，如住房大小，电力消费，冷却需求，接口同步或计算机控制。
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