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激光技術(shù)的發(fā)展與未來
1. 調(diào)Q技術(shù)
隨著激光技術(shù)的發(fā)展人們漸漸不滿足于當(dāng)時(shí)激光器的脈沖，使用各種方法想將其縮短。調(diào)Q技術(shù)就這么產(chǎn)生了，提高了功率，同時(shí)可以把激光器的脈沖縮短到納秒量級。調(diào)Q技術(shù)的原理是控制激光器內(nèi)的品質(zhì)因子Q按一定順序改變。通過降低Q值，降低激光的產(chǎn)生，等到激光器上面積累了一定量的粒子，產(chǎn)生激光，輸出巨大的震蕩激光。品質(zhì)因子或Q因子是物理及工程中的無量綱參數(shù)，是表示振子阻尼性質(zhì)的物理量，也可表示振子的共振頻率相對于帶寬的大小，高Q因子表示振子能量損失的速率較慢，振動(dòng)可持續(xù)較長的時(shí)間，在激光器中表現(xiàn)為能夠順利產(chǎn)生激光。運(yùn)用調(diào)Q技術(shù)能夠縮短脈沖但與此同時(shí)也對激光器提出了新的要求包括：（1）能夠使得品質(zhì)因子Q發(fā)生快速變化；（2）自發(fā)輻射的速率比泵浦的速率慢。并且在激光器上能級持續(xù)時(shí)間要長，可以積累粒子。
2. 鎖模技術(shù)
隨著激光器的發(fā)展，產(chǎn)生的納秒激光遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需求，使用之前用的調(diào)Q技術(shù)再想把激光器的脈沖壓縮到更短的可能性不大了。
經(jīng)過了幾年的發(fā)展，在1964年提出了鎖模技術(shù)。通過鎖模技術(shù)能夠產(chǎn)生出極短時(shí)間脈沖的激光，脈沖通常在皮秒，甚至還能產(chǎn)生飛秒。
當(dāng)多于一個(gè)縱模的激光被激發(fā)的時(shí)候，激光器處于多模工作狀態(tài)。在一個(gè)簡單的激光器中，里面的模式都是獨(dú)立振蕩的，因此模式之間沒有固定的關(guān)系，就好像一組彼此獨(dú)立，頻率稍有不同的激光從激光器中同時(shí)射出一樣。每一束光的相位都不固定，而且相位可能因?yàn)楦鞣N原因產(chǎn)生隨機(jī)的變化。不允許模式獨(dú)立振蕩，而是要求每個(gè)模式與其他模式之間保持固定的相位時(shí)，輸出的強(qiáng)度不再是隨機(jī)性的變化或者近似為常數(shù)，而是由于不同模式的激光周期性的建立起相生干涉，導(dǎo)致產(chǎn)生脈沖激光。這種技術(shù)被稱之為鎖模技術(shù)。
鎖模技術(shù)先后經(jīng)歷了主動(dòng)鎖模、被動(dòng)鎖模、碰撞鎖模等階段，后來又出現(xiàn)了由于增益介質(zhì)本身的非線性效應(yīng)導(dǎo)致的自鎖模，稱之為克爾透鏡鎖模，產(chǎn)生了飛秒量級的激光脈沖。
3. 啁啾技術(shù)
前兩種技術(shù)是在激光的脈沖寬度縮短方向上做出的努力而在激光器的峰值提升中除了縮短脈沖寬度還能夠通過增加脈沖能量來實(shí)現(xiàn)。而這就是啁啾放大技術(shù)的由來。啁啾放大技術(shù)的工作過程主要包括在參量放大的過程中，先把其脈沖能量分成不同的激光種子，經(jīng)過一系列的光學(xué)器件再將不同的激光種子集中起來，進(jìn)行耦合。這一技術(shù)使得激光器的功率提高了TW量級，能夠產(chǎn)生超短超快激光。
近年，啁啾技術(shù)產(chǎn)生的超短超快脈沖被大量的使用于科研領(lǐng)域，如抽運(yùn)探測超快光譜學(xué)，半導(dǎo)體中載流子行為的研究，量子系統(tǒng)相干控制等。在分子超快光譜學(xué)里，用10飛秒的時(shí)間分辨率可以測量分子的振動(dòng)。實(shí)現(xiàn)對振動(dòng)分子的研究。還有人用此測量化學(xué)鍵的斷裂，以此為基礎(chǔ)獲得了巨大的進(jìn)步。
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