3分钟了解固体激光器( 二 ) _固体激光器

掺钕钇铝石榴石激光器的主要优点是为产生激光振荡所必需的光泵激励阈值较低，器件的能量转换效率较高，可在室温条件下进行较长期的连续运转或较高重复率脉冲式运转；
其不足之处是输出激光为人眼看不见的近红外光，因此在许多应用场合下需采用倍频(二次谐波)技术将1064 nm激光转换为532 nm的绿色激光；此外，工作晶体受人工生长技术的限制不容易做得很大，且晶体本身抗激光破坏的能力不很强，因此不适于用来产生较高功率和较大能量的脉冲输出。
这种激光器主要应用于激光测量、激光加工、激光治疗、激光抽运、非线性光学以及实验室基本研究等方面。

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图4 掺钕钇铝石榴石激光器（用于医疗美容）
可调谐固体激光器
很长一段时间限制固体激光器应用的主要问题是效率低和缺少频率多样性，随着材料工艺的发展，这两个问题都得以有效解决，可调谐激光器随之诞生，其中钛宝石激光器是重要产品之一。
自1982年林肯实验室首次演示钛宝石激光器以来，人们花了很长一段时间对其进行详细的研究，使得钛宝石激光器的应用逐渐走向成熟，这类激光器可以在近红外进行调谐，具有较宽的调谐范围。由于能级结构简单，不呈现受激态吸收的优点，钛宝石激光器得到了广泛的应用。
目前Thorlabs公司已经推出调谐范围在720nm~1060nm波段的钛蓝宝石飞秒激光器，主要应用于双光子显微镜系统。
该激光器调谐速度做到了高达4000nm/s的行业领先水平，在800nm处的输出功率高于2.3W，同时在较宽的调谐范围内提供140fs相对较窄的脉冲，可以减少由普克尔盒和其他元件引起的脉冲展宽。此外，由于其结构紧凑的特点，使得其在实验室中的应用更为方便。

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图5 Thorlabs钛宝石可调谐激光器
二极管抽运激光器
二极管抽运的固体激光器诞生于1963年，它不同于以往的以闪光灯作为抽运源的固体激光器，它的抽运源是LD，被称为全固态激光器，这主要是因为它的元器件都是“固态”的。
它的优点比较明显：具有很强的光转换率、功率大、稳定性好、安全可靠、使用时间长以及体积小等。

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图6 二极管抽运激光器
目前有关全固态激光器的研究，美国、德国以及日本走在世界前列，这些国家已经在大力发展全固态紫外激光器，尤其是在中大功率全固态紫外激光器的开发应用。全固态紫外激光器在激光微加工、激光精密加工方面有着广泛的应用。据报道：德国通快公司已经推出碟片结构的400W紫外激光器、2kW绿光激光器等。
总体来说，国外有关全固态固体紫外激光器技术以及应用设备已趋向成熟，但是价格相对昂贵。国内的全固态激光器的研究方向大致为：输出功率为微、小、中型的器件沿着多样化、智能化、产业化方向发展，大功率器件将向高平均功率、高光束质量发展。

固体激光器未来的技术趋势
山西大学张宽收教授曾在中国激光杂志社和光电汇举办的“激光器发明60周年”线上系列活动提到，全固态激光器的未来是超高、超快、超短与超稳。大体可以解释为以下几个方面：