基于克尔透镜锁模机制，实现了掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器的高平均功率和短脉宽输出。使用功率为16 W、波长为532 nm的连续光进行泵浦，使用高折射率的棱镜对进行色散补偿，同时使用狭缝辅助锁模，实验获得了平均输出功率为4.1 W、脉冲宽度为48 fs、重复频率为74.15 MHz的飞秒脉冲。相比当前同类型激光器参数（20 W泵浦光下输出功率为4 W，脉宽为130 fs，重复频率为76 MHz的飞秒激光），功率提升了2.5%，光-光转换效率提高了28%，脉宽缩短了63%，峰值功率提升了2.8倍。

宽带可调频激光器除了可用于基础的光谱学研究外，也可应用于各式光通信乃至生物医学成像.过渡金属离子掺杂的固体激光器特别适用于宽频光源的产生，掺钛蓝宝石及掺铬石榴石晶体是目前广为应用的两个例子，将其生长成晶体光纤并以玻璃批覆的激光器在红外光波段展现了优异的特性.掺钛蓝宝石晶体光纤激光器具有高光转换效率、低阀值且调频范围可达180 nm；掺铬石榴石晶体光纤激光器的可调频范围亦达到了170 nm，被激发态吸收所限制.为了纪念激光器发明60周年，本文简要回顾了过渡金属离子掺杂的固体激光器的发展，并介绍了晶体光纤激光器最新的成果.分析了掺钛蓝宝石晶体光纤激光器的调频速率，并与掺铬石榴石晶体光纤的光学特性做了实验与数值模拟的比较.目前逐渐成熟的玻璃批覆晶体光纤激光器，预期在超宽频光通信及细胞级分辨率的光学相干断层扫描术方面有很大的应用潜力.

热效应是制约固态激光器技术发展的主要障碍之一，也是激光器发展的主要瓶颈。针对一抽运功率为100 W的掺钛蓝宝石激光器设计制造了一套以液氮为冷却工质的低温恒温器，从结构上对恒温器进行了优化设计，用实验的方法验证了该恒温器的热力学性能，用ANSYS软件分析了钛蓝宝石晶体在所设计的热沉条件下的温度分布和应力分布。结果表明该恒温器结构能够满足激光器的要求，且相比于常温冷却，钛蓝宝石激光晶体在液氮温度下温度分布更均匀，热应力更小。

A broadband (~176 nm, R>98%, 'lambda'0=800 nm) and high laser-induced damage threshold (LIDT=2.4J/cm2) TiO2/HfO2/SiO2 high reflector (HR) for Ti:sapphire chirped-pulse amplification (CPA) laser system is fabricated by the electron beam evaporation. The refractive index and extinction coefficient of TiO2 and HfO2 films are calculated from single-layer films' transmittance spectra. The properties of HR are mainly determined by the high refractive index material. The high refractive index leads to wide bandwidth. A low extinction coefficient indicates low absorption and high LIDT. The possible damage mechanism of HR is discussed.

介绍了以激光二极管抽运Nd∶YAG晶体的倍频激光器为抽运源,高平均功率准连续运转的全固态宽调谐掺钛蓝宝石(Ti∶sapphire)激光器。自由运转时,在抽运光功率为16 W,透过率为30％时,获得了最高6.44 W的掺钛蓝宝石激光输出,相应光光转换效率大于40％。为了获得宽波段可调谐激光输出,采用石英布氏棱镜对作腔内色散元件,通过调节输出镜获得了调谐范围740～880 nm,线宽约1 nm的宽波段输出。在抽运光功率为11.5 W时,最高输出功率为2.87 W,相应的光光转换效率为25％。作为对比,又研究了重火石棱镜作为腔内色散元件时,掺钛蓝宝石激光器的调谐输出特性,实验表明输出激光的线宽明显变窄,但输出功率却显著下降。

分析了口径为ф80 mm的钛宝石晶体内的增益特性,对大口径钛宝石晶体中的泵浦光能量密度和泵浦光口径进行了优化设计.对于ф80 mm×17 mm的晶体,最佳工作光束口径为ф55 mm,泵浦能量为50 J;对于ф80 mm×30 mm的晶体,最佳工作光束口径为ф60 mm,泵浦能量为90 J,且其横向小信号增益远小于ф80 mm×17 mm晶体的.对影响大口径钛宝石晶体放大的横向放大自发辐射(ASE)和寄生振荡采用折射率匹配的包边技术进行了抑制。实验表明,该方法把允许横向增益从13提高到了2 100.实验系统为100 J绿光台面泵浦激光器,100 TW主放大器采用四程空间构型放大光路.ф80 mm×17 mm钛宝石晶体c轴水平放置,泵浦光和主激光均为水平偏振.当以泵浦光能量为49 J对主放大器进行双端泵浦,注入信号光能量为1.2 J,光束口径ф60 mm时,获得了14.2 J的放大光输出和286 TW的最高峰值功率.

报道了采用紧聚焦的谐振腔设计并结合半导体可饱和吸收反射镜所研制的低阈值自启动克尔透镜掺钛蓝宝石激光器.在采用透过率为3%和12%输出耦合镜的情况下,分别获得了阈值低至390 mW和600 mW的稳定锁模脉冲输出.结果表明:对于12%的输出耦合,在1.2 w抽运时能够产生17fs的最短脉宽,对应的光谱宽度为47 nm,输出平均功率为114 mW.

建成一台10 Hz,23TW掺钛蓝宝石激光装置,中心波长为790 nm.压缩后可在33.9fs期间输出778 mJ能量.并报道该激光装置的一些性能.

将单脉冲能量约为2.5 nJ、脉宽为25 fs、对应峰值功率为0.1 MW的的800 nm钛宝石激光耦合到长为 10 mm,芯径为1.8 μm的光子晶体光纤中,产生了耦合效率约为17%、谱宽覆盖可见光及近红外波段的超连续光谱。

给出了描述掺钛蓝宝石激光放大器的速率方程组,通过对放大介质内反转粒子数密度和放大自发辐射的时间和空间特性的数值计算与分析,提出可通过控制泵浦光脉冲和信号光之间的时间延迟来有效地抑制放大自发辐射对放大器增益的影响.