基于新型激光消融/切除机理, 中红外6.45 μm激光用于生物组织消融/切除时不但效率高, 而且附带损伤仅为微米量级, 其附带损伤区域与细胞尺寸相当, 是目前附带损伤最小的激光刀技术, 在精准医疗领域具有重要应用前景。文中对低附带损伤6.45 μm激光消融/切除机理、生物医学应用及6.45 μm激光国内外研究现状进行了综述, 并对其发展前景进行了展望。

全固态双波长激光器是指单一激光器同时输出两个波段激光, 具有结构紧凑、可小型化、工作寿命长、可大能量输出和易于操作的优点, 被广泛应用于检测血液中一氧化碳浓度、治疗毛细血管扩张、干涉彩虹全息、倍频产生绿光、和频产生黄光及差频产生太赫兹波等方面。本文对比了多种单掺Nd3+激光晶体的特性, 分析了其产生多波长激光的机理和方法, 概述了基于单掺Nd3+双波长全固态激光器的研究现状, 并展望了这类激光器的发展和应用前景。

8~12 μm波段是大气的一个窗口, 被定义为长波红外波段。该波段激光对雾、烟尘等具有较强的穿透力, 在激光光电对抗、激光遥感、医疗、环境监测及光通讯领域具有重要的应用前景。本文调研了常用的8~12 μm非线性频率变换晶体, 以及基于非线性频率变换晶体的远红外光参量振荡器的研究进展, 对国内外能实现8~12 μm波段激光输出的非线性晶体及激光系统进行了系统地归纳和总结, 通过分析比较得出在8~12 μm波段获得的最大输出能量为毫焦量级, 最大功率为瓦量级。国内该技术与国外有着不小的差距, 主要受制于高重频、高功率脉冲1~3 μm泵浦源技术不成熟及高性能非线性晶体材料研制基础薄弱, 我国在长波远红外固体激光器领域研究进展缓慢, 因此研制大尺寸、高质量远红外激光晶体及输出波长更长的远红外高功率激光器已经成为激光器未来发展方向之一。

介绍了在SF6气体环境下由不同脉冲能量的飞秒激光在硅表面蚀刻出的尖峰结构的变化。其中，硅表面形成的尖峰高度先是随脉冲能量的升高而增加，然而当脉冲能量增加到一定程度时，脉冲能量的继续升高却会导致尖峰高度的降低。尖峰高度在开始阶段的增加是由于激光的消融作用；而过高的能量在前几百个脉冲入射后无法穿透到硅材料深处，聚集在硅表面的能量除了引发最外层的硅材料的飞溅，还使次外层的硅一直处于熔融状态，这种状态阻碍了尖峰结构的形成，即使后继能量顺利导入内部，但由于前一部分脉冲对尖峰结构的形成并无贡献，因此表面的尖峰高度反而有所降低。

通过使用两种不同波长的飞秒激光脉冲分别与硅材料相互作用，证明了在相同的激光通量下，激光功率和脉冲数之间的比例将对硅表面微结构的形成起决定性作用。在飞秒激光与硅表面相互作用的过程中，脉冲数表征激光与样品之间的作用时间长短，决定了能量传递到材料内部的深浅程度；而激光功率则表征硅表面材料的消融与挥发程度。因此，恰当地选择激光功率和脉冲数能有效形成表面具有较高尖峰的微结构硅，从而获得在宽光谱范围内均具有高吸收效率的微纳硅基光伏材料。这一结果对表面微结构材料的有效制备、表面形态控制，及其相应的光电属性等都有着重要的意义。