作者：John Wallace

Coherent公司于2009年6月推出的光泵浦綠光半導(dǎo)體激光器（OPSL），有望成為科研用激光器市場(chǎng)中的重要產(chǎn)品，其中一個(gè)特別的原因是：輸出功率5W、波長(zhǎng)532nm的OPSL是泵浦Ti:sapphire超快激光器的低噪聲泵浦源，并且其成本要比二極管泵浦固態(tài)（DPSS）泵浦激光器低得多。（輸出功率5W的OPSL稱(chēng)為Verdi G5，輸出功率2W的OPSL稱(chēng)為G2，后者功率對(duì)于泵浦Ti:sapphire激光器而言較低）。

OPSL的增益介質(zhì)是半導(dǎo)體芯片，由InGaAs量子阱層與GaAs層交替排列構(gòu)成。GaAs層吸收泵浦輻射，InGaAs量子阱的發(fā)射波長(zhǎng)由量子阱尺度以及銦和鎵的相對(duì)配比決定。增益介質(zhì)用二極管陣列發(fā)出的近紅外光泵浦。OPSL光可以輕易地進(jìn)行內(nèi)腔倍頻（三倍頻），因此輸出光束為單橫模，并且光束質(zhì)量因子M²優(yōu)于1.1。

通常采用釹DPSS激光器泵浦Ti:sapphire激光器。通常該泵浦激光器有多個(gè)縱模，并且采用內(nèi)腔倍頻——這兩者相結(jié)合導(dǎo)致功率在不同縱模的分布隨時(shí)間漲落，稱(chēng)為“綠噪聲”。在DPSS激光器中，采用線寬窄化光學(xué)元件、穩(wěn)定回路以及對(duì)腔溫度進(jìn)行精密控制可以減小這種強(qiáng)度噪聲。

與之相比，由于OPSL增益介質(zhì)的激發(fā)態(tài)壽命很短，因此根本不存在綠噪聲問(wèn)題。由于不存儲(chǔ)增益，不存在功率的動(dòng)態(tài)漲落，并且縱模分布完全由激光腔特征決定。因此，Coherent公司的5W OPSL在10Hz～100MHz帶寬范圍內(nèi)的RMS噪聲小于0.03%（圖1）。

圖1：OPSL的增益介質(zhì)激發(fā)態(tài)壽命很短，幾乎不會(huì)存儲(chǔ)增益。因此，發(fā)射波長(zhǎng)為532nm的倍頻OPSL不存在“綠噪聲”，并且其總噪聲也比較低。

其他科研應(yīng)用

綠光OPSL（以及Coherent公司其他發(fā)射波長(zhǎng)在355～577nm之間的OPSL）同樣適用于其他科研應(yīng)用領(lǐng)域，例如光譜學(xué)、全息、干涉、載波-包絡(luò)相位穩(wěn)定以及原子冷卻和捕獲等。Coherent生產(chǎn)線經(jīng)理Brandon Moriok指出，OPSL技術(shù)的其他重要優(yōu)點(diǎn)還包括功率定標(biāo)能力（得益于不存在熱透鏡效應(yīng)）以及波長(zhǎng)靈活性。Brandon Moriok表示：“以前，研究人員不得不在氣體、染料以及DPSS激光器間尋求最接近的工作波長(zhǎng)。如今，OPSL可以打破這些限制，允許研究人員獲得最適合他們應(yīng)用的波長(zhǎng)。”