C +L波段高功率光纤放大器
再生放大器
如果脉冲重复率低于10 kHz ， 则许多毫焦耳甚至几个焦耳的脉冲能量与几瓦或几十瓦的仍然中等平均功率兼容 。 这种低重复率可以很容易地实现 ， 例如在锁模激光器后面使用电光脉冲选择器 。 为了放大这样的脉冲 ， 通常使用再生放大器 。 这种装置包含一个基本上类似于体激光器的谐振器 ， 但带有一个或两个光学开关（通常为电光型） ， 用于注入种子脉冲 ， 并在选定数量的腔往返后提取放大脉冲 。 通过数百或数千次往返 ， 即使使用增益相对较低的块状激光晶体 ， 也可以轻松实现极高的增益 。
再生放大器 。 Pockels电池与四分之一波片和薄膜偏振器（TFP）相结合 ， 起到光开关的作用 。 Faraday旋转器允许分离输入和输出脉冲 。
与空腔倾倒系统相比 ， 再生放大器可以达到更高的脉冲能量 ， 因为脉冲形成和放大过程是相互解耦的 。 单独种子激光器的要求可以被视为实现优异性能的合理价格 ， 同时避免了通常与“一体式”方法相关的各种严重技术挑战 。
Chirped脉冲放大
峰值功率是一个限制因素 ， 尤其是在光纤放大器中 ， 但在再生放大器中也是如此 。 一种常用的解决方案是Chirped脉冲放大 。 这里 ， 首先使用色散元件（例如光栅对）在脉冲进入实际放大器之前将脉冲拉伸到例如数纳秒的持续时间 。 在最后的放大器级之后 ， 应用另一个色散基本相反的元件 ， 从而有节奏地重新压缩脉冲 。 这意味着 ， 与输出峰值功率相比 ， 放大器内的峰值功率降低了几个数量级 。
Chirped脉冲放大原理图
根据某些基础研究领域（如高强度物理）的要求 ， Chirped脉冲放大目前广泛用于飞秒脉冲中毫焦耳甚至焦耳级脉冲能量的体放大器系统 。 原则上 ， 它也非常适合光纤设备 。 然而 ， 在此类系统中使用体光栅压缩器部分消除了光纤系统的实际优势 ， 因为脉冲部分在空气中传播 ， 而将其重新发射到光纤中需要精确对准 。 然而 ， 目前这种全光纤Chirped脉冲放大器系统的技术还没有完全开发出来 。
参数振荡器、发生器和放大器
为了获得其他感兴趣的波长 ， 可以使用各种参数化器件 。 利用锁模激光器同步泵浦的光参量振荡器可以提供波长可调的皮秒或飞秒脉冲 。 在某些情况下 ， 甚至可以省略振荡器腔 ， 以获得一个非常简单的参数发生器 。 特别令人感兴趣的是参量放大器 ， 它在通过非线性晶体的单程中提供非常高的增益 ， 并具有很宽的放大带宽 。 与Chirped脉冲放大相结合 ， 这种放大器现在甚至用于产生太瓦特峰值功率 。 放大器内的强脉冲拉伸也允许使用强大的调Q激光器作为泵浦源 。
结论
我们已经看到 ， 存在各种不同的超短脉冲源 ， 这不仅是因为激光增益介质的选择很好 ， 还因为实现高脉冲能量的方法非常不同 。 根据经验 ， 通常可以直接从锁模激光获得纳米焦耳脉冲 ， 从腔倾倒激光器获得微焦耳 ， 从再生放大器获得毫焦耳或焦耳 。 对于中等脉冲能量和高平均功率的组合 ， 基于光纤的放大器系统可能会很有趣 。 极高的输出峰值功率要求啁啾脉冲放大与体放大器系统相结合 ， 而参数化设备可以提供广泛的波长范围 ， 但也可以提供简单的高增益脉冲放大 。
【超短脉冲激光源——各种应用的振荡器和放大器】来源：Laser Technik Journal - 2007 - Paschotta - Laser Sources for Ultrashort Pulses Oscillators and Amplifiers for Various
