可调谐激光器的工作原理及发展历史
工作原理
实现激光波长调谐的原理大致有三种。大多数可调谐激光器都使用具有宽的荧光谱线的工作物质。构成激光器的谐振腔只在很窄的波长范围内才有很低的损耗。因此，第一种是通过某些元件（如光栅）改变谐振腔低损耗区所对应的波长来改变激光的波长。第二种是通过改变某些外界参数（如磁场、温度等）使激光跃迁的能级移动。第三种是利用非线性效应实现波长的变换和调谐（见非线性光学、受激喇曼散射、光二倍频，光参量振荡）。属于第一种调谐方式的典型激光器有染料激光器、金绿宝石激光器、色心激光器、可调谐高压气体激光器和可调谐准分子激光器。
发展历史
世界上第一台激光器,螺旋式氛灯泵浦的红宝石激光器问世后不久,脉冲可调谐染料激光器于1966年,由F.P.Sehsfer等人首先研制成功,四年后才由0.G.Peterson等人报导了第一台连续波染料激光运转,当时作为唯一的连续可调谐激光材料,染料激光得到了充分的发展,至八十年代形成一个高潮。
八十年代中,由于新型可调谐固体激光材料掺钦宝石(Ti:Sapphire,Ti:AloO3)的问世,吸引很多染料激光研究者包括研制染料激光器的公司转向到掺钦宝石激光的研究和生产中,就1993年度全球激光市场销售情况和1994年市场预测趋势盾,染料激光的市场主要集中在激光医疗和科学研究两个领域,其市场需求及销售额远低于固体激光器(不仅仅可调谐固体激光器),仅为后者的1/20左右,而且呈下降趋势。相反,固体激光,特别是半导体激光泵浦的全固体化激光器,不仅市场广阔,几乎遍及所有激光应用领域,市场需求量及销售额大,而且呈大幅度上涨趋势。
1975年一1978年我国先后研制出Nd,YAG激光器和闪光灯泵浦的脉冲式可调谐染料激光器。1981年研制成功连续波可调谐环形染料激光器,并形成系列化产品,其最新换代产品也是微机控制的自动扫描环形染料激光器,我国的超短脉冲染料激光技术(21飞秒)居世界领先水平。
1990年左右我国已生长出掺钦宝石晶体,并报导了用自己生长的晶体完成了脉冲,连续,准连续掺钦宝石激光运转,目前国产优质掺钦宝石晶体的品质因数可达200一300,掺杂浓度可高达4在488nm波长处,应当说国内掺钦宝石激光的研究尚处开始阶段,但发展十分迅速,仅仅几年时间,已利用自聚焦锁模技术得到了184fs掺铁宝石激光运转,和92fs掺铁宝石激光运转,可以预期不远的将来,与世界先进水平的差距将大大缩小。
1993年,V.Petircevic等人报导了据说是世界上第一台被普遍认为是成功的激光运转,当时尚未采用半导体激光泵浦。1994年度实现半导体激光泵浦掺全固体激光运转。
