人眼的2μm中紅外激光處于水、CO2及諸多氣體分子的吸收峰，在激光、有機(jī)材料加工、氣體探測(cè)等方面已經(jīng)展示出應(yīng)用潛力。2μm激光主要通過(guò)摻銩或摻鈥激光介質(zhì)產(chǎn)生，而摻銩的鎖模激光器具有短脈寬、寬光譜率的優(yōu)勢(shì)，在中紅外OPO泵浦、中紅外超連續(xù)產(chǎn)生、激光外科手術(shù)、中紅外光譜學(xué)等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。相比紅外鈦寶石的寬帶增益光譜，摻銩激光介質(zhì)的增益光譜通常比較窄，因此摻銩鎖模激光器大多只能輸出皮秒脈沖。摻銩無(wú)序晶體由于具有無(wú)序的晶格結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了多個(gè)輻射中心，導(dǎo)致增益光譜分裂和展寬，因而通常具有較大的增益帶寬。此外，長(zhǎng)程有序的晶格結(jié)構(gòu)保證其具有良好的散熱能力，因此摻銩無(wú)序晶體適合成為超快鎖模激光器的增益介質(zhì)�？紤]摻銩無(wú)序晶體增益光譜加寬的特點(diǎn)，其增益必然為非均勻增益，是由大量隨機(jī)非連續(xù)分布的窄帶波長(zhǎng)增益中心組成的，因此，摻銩無(wú)序晶體激光器可以工作在單波長(zhǎng)和多波長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。本書(shū)詳細(xì)論述2um摻銩無(wú)序晶體鎖模激光器：以無(wú)序晶體Tm：CaYAlO和Tm，Y：CaF2為激光介質(zhì)分別實(shí)現(xiàn)中紅外皮秒、雙波長(zhǎng)同步拍頻及晶體飛秒鎖模脈沖穩(wěn)定輸出，并結(jié)合多波長(zhǎng)拍頻的實(shí)驗(yàn)和結(jié)果研究摻銩無(wú)序晶體固體鎖模激光器的脈沖和光譜形成機(jī)理。本書(shū)分為三個(gè)部分：部分是研究基礎(chǔ)（第pan>章和第2章），主要介紹鎖模原理、摻銩無(wú)序晶體的結(jié)構(gòu)及晶體多波長(zhǎng)寬帶增益的特點(diǎn)，并在寬帶增益的基礎(chǔ)上探討無(wú)序晶體激光器自脈沖產(chǎn)生的原因。第二部分是實(shí)驗(yàn)（第3～5章），分別以無(wú)序晶體Tm：CaYA1O和Tm，Y：CaF2為激光介質(zhì)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的2μm中紅外皮秒、雙波長(zhǎng)及飛秒鎖模脈沖輸出。第三部分是機(jī)理研究（第6章），結(jié)合多波長(zhǎng)鎖模同步拍頻實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用多波長(zhǎng)孤子脈沖拍頻出實(shí)驗(yàn)類似脈沖結(jié)構(gòu)，得出結(jié)論：鎖模激光器的輸出脈沖是多波長(zhǎng)孤子脈沖拍頻產(chǎn)生的，無(wú)論是皮秒脈沖、多波長(zhǎng)還是飛秒鎖模，摻銩無(wú)序晶體鎖模激光器都工作在孤子鎖模狀態(tài)之，本書(shū)系統(tǒng)研究摻銩無(wú)序晶體鎖模激光脈沖的產(chǎn)生機(jī)理，利用摻銩無(wú)序晶體的多波長(zhǎng)增益特性實(shí)驗(yàn)演示多波長(zhǎng)孤子鎖模拍頻脈沖輸出；同時(shí)演示可輸出飛秒脈沖的鎖模激光器，得出無(wú)序晶體飛秒鎖模激光器工作在多波長(zhǎng)孤子鎖模狀態(tài)，即多波長(zhǎng)孤子脈沖拍頻產(chǎn)生飛秒脈沖。本書(shū)的研究成果將有助于深入理解固體激光器鎖模脈沖產(chǎn)生機(jī)理，并為研究新型超快激光晶體提供理論指導(dǎo)。