20世紀70,80年代，超快激光主要是采用被動鎖模的染料激光器，可以產(chan) 生亞(ya) ps級的短脈衝(chong) 激光．80年代末期，發現了可調諧範圍為(wei) 660—1100nm的鈦寶石(Ti：A1203)，其帶寬非常有利於(yu) 實現fs激光脈衝(chong) ，而且具有受激發射截麵大、激光損傷(shang) 閾值高等優(you) 點． 2001年，采用Kerr透鏡被動鎖模，獲得了平均功率為(wei) 100mW，脈寬為(wei) 5,V6fs的激光脈衝(chong) ，並且首次實現了fs脈衝(chong) 運轉下的波長寬帶(400nm)調諧．鈦寶石激光器基本上取代了染料激光器在超短脈衝(chong) 激光領域中的位置，成為(wei) 了最主要的超短脈衝(chong) 激光振蕩源．太瓦、飛秒(注：太瓦即Tw，1012W；飛秒即fs，10--158)超快高功率激光在物理、化學以及生命科學等領域的強場物理研究、激光慣性約束核聚變(ICF)等方麵具有廣闊的應用前景．自1991年世界上第一台自鎖模鈦藍寶石激光器研製成功以來，在短短的10多年裏，鈦藍寶石激光器的脈寬從(cong) 最初的皮秒(ps)發展到現在的幾飛秒(6．5fs)，峰值功率由瓦提高到太瓦甚至拍瓦(即PW，1015w)，受到了世界各國的極大關(guan) 注最為(wei) 典型的是美國勞倫(lun) 斯·裏弗莫爾實驗室(LLNL)獲得了430fs、1．3PW、1021W／cm2的激光輻照強度，這一強度超過產(chan) 生等離子體(ti) 要求閾值的1000倍，該係統采用了3塊大尺寸片狀鈦寶石晶體(ti) (兩(liang) 塊直徑100mm，一塊直徑80mm)作為(wei) 放大器．因此研製出高光學均勻性、高濃度均勻性、大直徑的鈦寶石激光晶體(ti) ，對於(yu) 發展超短、超快、超強(“三超”)激光器具有重要意義(yi) ．
      美國Crystal System公司F．Schmid等人采用熱交換法(HEM)可以生長出大尺寸(直徑>80ram)、高質量的Ti：A1203激光晶體(ti) ．該方法是目前世界上生產(chan) 優(you) 質Ti：A1203晶體(ti) 的主要方法之一，但它難於(yu) 在零雙折射方向(0001)上生長單晶，因此晶體(ti) 利用率低．上海光機所的導向溫度梯度法是生長大尺寸、高摻鈦濃度(0．45wt％)、高峰值吸收係數(490nm處達7．0cm-1)和高完整性Ti：A1203晶體(ti) 的有效技術．自1996年起，先後生長並提供優(you) 質的l0mmx l0mmx 15mm、15mmx 15mmx 15mm、直徑20mm* 15mm、直徑25mmx20mm和30mmxl5mm器件晶體(ti) ，並繼1996年在國內(nei) 首先建成了2．8TW／43fs小型化CPA(啁啾脈衝(chong) 放大)鈦寶石超短超強激光裝置，於(yu) 1998、2001和2002年，先後將該激光係統升級到5．4、16和TW.2004年，采用55x40x23mm3激光晶片，在國內(nei) 突破100Tw大關(guan) (120TW／36fs)．更大尺寸如80mm、100mm的鈦寶石激光晶片和500TW、1PW鈦寶石超短超強激光輸出正在進一步的發展之中．
      隨著高性能LD的快速發展，具有高效率、小型化、集成化的LD泵浦全固態超快激光器成為(wei) 這一領域的另一主要研究方向．由於(yu) 鈦寶石的吸收帶位於(yu) 400—600nm，無法采用LD直接泵浦．而適合高性能InGaAs二極管泵浦的摻鐿(Yb3+)激光介質成為(wei) 了這一領域研究的焦點．與(yu) Nd3+等其他稀土離子相比，由於(yu) Yb3+離子在晶場中具有強的電一聲子耦合效應，摻Yb激光介質普遍具有較寬的吸收和發射帶，有利於(yu) 產(chan) 生超短脈衝(chong) ．通過選擇或設計合適的基質晶體(ti) ，可以獲得更短的激光脈衝(chong) ．例如，最初采用Yb：YAG，產(chan) 生的激光脈寬為(wei) 340fs．之後開展了大量具有寬帶發射特性的摻Yb激光介質的研究工作，並獲得了很大的進展．例如，2004年，Yb：SYS晶體(ti) 在1066nm處獲得了平均功率為(wei) 156mW的70fs的激光脈衝(chong) ，其工作波長可以在1055—1072nm範圍內(nei) 連續調諧．可以預測，隨著具有更加優(you) 異綜合性能基質晶體(ti) 的出現，以及超快激光器在加工、醫療等方麵應用的獨特優(you) 勢，LD泵浦全固態超快激光器不僅(jin) 在科研，而且在實現工業(ye) 化的技術上將有重大突破．