掺镱氯酸钆钙（Yb：CaYAlO₄，简称Yb：CYA）晶体具有生长容易、增益曲线宽广平坦以及比热容高和导热性好等优点，是产生飞秒超短脉冲的优异介质晶体。本文介绍了一种基于Yb：CYA晶体的全固态克尔透镜锁模GHz飞秒振荡器，采用功率为8 W的980 nm光纤激光作为泵浦源，腔型为四镜环形腔结构，Yb：CYA晶体厚度为3 mm。该振荡器能够产生中心波长1 051 nm、平均输出功率1.7 W的GHz飞秒脉冲，脉冲宽度为207 fs。基于Yb：CYA晶体的振荡器实现了GHz重频瓦级飞秒脉冲输出，为进一步基于此振荡器实现高重频飞秒光学频率梳打下了坚实基础。

针对常规连续激光泵浦钛宝石激光振荡器不能自启动锁模的缺点，采用倍频飞秒光纤激光同步泵浦，通过调节振荡器腔长与泵浦腔长匹配，实现了飞秒钛宝石激光的自启动锁模。实验中采用3.4 W的倍频掺镱光纤激光同步泵浦钛宝石激光振荡器，获得了平均功率大于130 mW、重复频率75 MHz、光谱宽度大于47 nm、脉冲宽度17 fs的锁模脉冲输出，不仅能够稳定可靠地实现自启动锁模，解决了常规钛宝石激光振荡器锁模启动的困难，而且还具有同步输出1040，800，520 nm三束飞秒激光的特点，为进一步开展飞秒激光相干合成以及光参量放大等研究提供了优势基础。

GHz飞秒激光器相比于传统的百MHz飞秒激光器，其频域中相邻纵模的间隔更大、可分辨率更高，相同光谱范围内纵模密度更小，每个纵模分得的平均功率相对更高，在梳齿可分辨光谱学、直接频率梳光谱学、光学任意波形产生以及天文摄谱仪校准等诸多领域有着更重要的应用价值。文中从GHz飞秒脉冲的产生方案出发，着重对激光二极管泵浦的GHz重复频率全固态飞秒激光的产生方案以及相应的技术挑战进行了详细介绍，然后重点综述了国际上基于SESAM被动锁模以及克尔透镜锁模全固态GHz飞秒激光器的研究进展，并结合笔者所在课题组取得的初步研究结果对全固态GHz重复频率飞秒激光器的应用价值以及笔者所在课题组的研究目标进行了展望。

Pulses as short as 8.1 fs were generated from a blue laser-diode-pumped Kerr-lens mode-locked Ti:sapphire oscillator, with an average power of 27 mW and a repetition rate of 120.6 MHz. The full width at half-maximum exceeds 146 nm, benefitting from the dispersion management by a combination of a low-dispersion fused silica prism pair and a series of double-chirped mirrors. To the best of our knowledge, this is the first time to generate sub-10-fs pulses from a laser diode directly pumped Ti:sapphire oscillator.