有关激光文献阅读的综述
马瑞
（电子科技大学光电信息学院，成都 611371）
前言 为响应学校关于本科生积极阅读文献资料，拓展专业知识的号召，我积极报名参加了本次文献月阅读活动，按照学院的安排，本次阅读方向是激光，共有十篇文章，其中五篇中文五篇英文。其中，主要涉及非线性偏振旋转锁模激光器、被动锁模激光器、掺杂特殊金属离子光纤激光器的理论研究及部分实验验证。锁模激光器（mode-locking laser）是利用锁模技术使脉冲宽度达到皮秒甚至飞秒量级输出的激光器，在医学、光学、光通信等领域有着重要的应用，是激光研究的前言课题，因此解除相关知识对今后的学习发展有着积极的意义。 主题
一．锁模激光器
锁模光纤激光器因其紧凑小巧、成本低和光束质量好等优点，近年来获得快速的发展。根据其锁模的原理，锁模光纤激光器可分为三类：主动锁模光纤激光器、被动锁模光纤激光器，主被动混合锁模光纤激光器。
主动锁模光纤激光器又可分为调制型锁模和注入型锁模两类。调制型主动锁模光纤激光器通常利用LiNbO3晶体作为调制器实现锁模，既可以进行振幅调制也可以进行相位调制，而注入型锁模光纤激光器主要有两种形式：一是利用行波半导体光放大器的非线性增益调制特性实现主动锁模；二是利用光纤的价差相位调制效应进行主动锁模。
被动锁模光纤激光器通常利用半导体的可饱和吸收效应或光纤中的非线性效应作为锁模机制，它一般不需要外接施加的调制信号。半导体可饱和吸收锁模激光器的优点是容易实现激光器的自启动，而且脉冲的重复频率较稳定，脉宽小，但因为其不是全光纤的结构，故在实际应用中响应速度交大。基于光纤非线性的锁模激光器可实现全光纤的结构，克服了半导体可饱和吸收体被动锁模的缺点，响应时间小。
主被动混合锁模光纤激光器是以上两种的有机结合，因为主动锁模光纤激光器的弛豫震荡和超模噪声劣化了输出脉冲的质量，而被动锁模光纤激光器输出脉冲重复率受光纤长度的不可能提高，而且不容易调整和控制，所以利用主被动混合的技术，可以优化这些不足，获得最好的效果。这类激光器具有体积小、超快光谱、材料加工、非线性光学、医学成像和外科医疗等领域有十分广泛的应用前景。
个人认为看了这几篇相关介绍后，感觉一些日常生活中最基本的原理在科学研究中还是很适用的，比如主被动混合锁模光纤激光器，将两种不同的模式结合在一起，获得系统的最优状态，这就要研究人员敢于想象，有勇气去创新，只有感想，才能突破常规，看到一般人容易忽视的环节，对于科研和自己的发展具有重要的意义。
二．光孤子
光孤子（Solitons in optical fibres）是一种特殊形式的超短脉冲，或者说是一种在传播过程中形状、幅度和速度都维持不变的脉冲状行波。有人把孤子定义为：孤子与其他同类孤立波相遇后，能维持其幅度、形状和速度不变。从物理学的
观点来看，孤子是物质非线性效应的一种特殊产物。从数学上看，它是某些非线性偏微分方程的一类稳定的、能量有限的不弥散解。即是说，它能始终保持其波形和速度不变。孤立波在互相碰撞后，仍能保持各自的形状和速度不变，好像粒子一样。光孤子（soliton）就是这种能在光纤中传播的长时间保持形态、幅度和速度不变的光脉冲。光孤子可由锁模光纤环形激光器产生，但影响光纤激光器孤子脉宽的因素很多，激光器的周期性的能量抖动使孤子辐射色散波，色散波中与孤子相干的成分和孤子发生共振使孤子频谱发生边带从而了孤子脉宽的进一步降低，而通过引入宽带双折射滤波器降低了这种因素的影响。光孤子的特点决定了它在通信领域的应用前景。通常将基阶光孤子用于通信，因为它在整个传播过程中没有任何变化。光孤子通信具有以下特点：容量大：传输码率一般可达20Gb/s，最高可达100Gb/s以上；误码率低、抗干扰能力强：基阶光孤子在传输过程中保持不变及光孤子的绝热特性决定了光孤子传输的误码率大大低于常规光纤通信，甚至可实现误码率低于10－12的无差错光纤通信；（3）可以不用中继站：只要对光纤损耗进行增益补偿，即可将光信号无畸变地传输极远距离，从而免去了光电转换、重新整形放大、检查误码、电光转换、再重新发送等复杂过程。
虽然所看论文文献中只有极少的部分与光孤子有关，但因为在刚刚上的量子力学课上，老师对光孤子的发现和特点进行了一些拓展，很让我感兴趣，也深深的对光孤子的发展前景看好，因此借此机会，多搜集了相关的资料，了解了很多，一旦光孤子技术能够很好的掌握，则大容量、高稳定的光通信传输将成为现实。当然了，要想取得这些成绩，还应在理论层次上多下工夫，对于其形成机制及原理有很好的把握才行。
三．掺稀土元素的光纤激光器
掺Yb的非线性偏振旋转锁模Yb光纤激光器，因为Yb离子具有吸收截面大，能级简单,没有激发态吸收、转换效率高、荧光发射谱宽等优点，故采用掺YbYb离子工作在正色散区，
33333光纤作为增益介质的被动锁模光纤激光器，可以克服工作在负色散区的激光器对输出光脉冲的脉宽及光能量有一定的缺点，能输出能量较大的光脉冲，若再加一额外的色散延迟线对该光脉冲进行色散补偿，可形成高能量、高稳定性的超短激光光源。
此外，很多还采用的是掺杂Er3光纤激光器，能产生短于100fs的超短脉冲，同时起振抽运阈值低，工作稳定，而且完全没有频谱边带，若进一步优化腔的结构、减小腔长及能量损耗，并进行色散补偿，可获得重复频率更高、能量更大、脉冲更窄的激光输出，因此能为研究其他光学现象提供良好的光源，而且在光通信和光传感领域中也有很好的应用前景。 在我所看的论文文献中，研究人员研究的掺稀土元素的光纤激光器，主要是掺Yb、Er33的，而据我们高中时所学，稀土元素具有很相似的化学特性和很独特的物理特性，所以，我粗略的感觉，对于掺杂的研究应推广的所有的稀土元素，乃至电子层结构类似的其他非稀土元素，而且不要只局限于单一掺杂，可以混合使用，尝试不同的配比，以期获得各种功能的最优表现，就如锁模激光器中的主被动锁模激光器一样，博采众长，以一方之长补一方之短，这种科研的思维是很重要的。 总结
通过阅读这几篇论文，第一次接触到了前言的科技，初步感知了研究的形式和艰辛，了解
了很多关于激光器的专业知识，通过阅读和后期自己的查阅，懂得了不少课本上还没学过甚至也不会学的知识，特别是锁模激光器和光孤子方面，了解的很多，而且也激起了个人对这方面的兴趣很想以后能在这些方面有所研究和成就。
同时，也意识到了自己的不足，当然主要在知识储备方面吧，因为纵观所有关于激光的论文，在理论分析时几乎都涉及量子力学薛定谔方程，可以说激光的理论就是量子力学的应用过程，而我们现在才刚接触量子力学内容，还只是皮毛知识，绝大部分分析还看不懂，不过也至少让我们知道了量子力学的具体应用形式，意识到了量子力学的重要性，应该说这对今后的学习都有很积极的意义，当你知道一个东西的重要后，你就会有动力去学好它，运用它，而不会向之前一样迷茫，不知道学了到底什么用。还有像英语方面，以现在的英语水平，看相关英文的学术著作还是相当吃力的，甚至说是痛苦的，要想完全看懂一篇著作还是很困难的，这就要求我们在今后的学习中努力扎实自己的英语功底，有意识的多积累相关英语词汇，早做准备，今后再接触这些内容时也会减少些困难，容易些。
应该说，这次的文献阅读还是收获颇丰的，而且是即时的，在这个对未来很迷茫的时候，指明了未来前进的道路，对于今后静下心来好好学习必将起到积极的作用。、 参考文献
学院规定的论文文献资料，具体名字及作者略
