近期，上海光機(jī)所中科院強(qiáng)激光材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在色散反射鏡研制上取得重要進(jìn)展，在國(guó)內(nèi)率先成功研制出可以獲得10fs量級(jí)脈沖的鈦寶石激光諧振腔內(nèi)用兩種啁啾鏡對(duì)，并和中國(guó)科學(xué)院物理研究所L07組進(jìn)行合作，開展了色散補(bǔ)償?shù)膶?shí)驗(yàn)研究（如圖1所示），實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定鎖模，獲得的寬帶光譜（如圖2所示）可支持最窄7.7fs的脈沖。

與傳統(tǒng)的色散補(bǔ)償器件光柵和棱鏡對(duì)相比，啁啾鏡具有損耗低、對(duì)光路不敏感、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊等優(yōu)點(diǎn)，可支持高重復(fù)頻率飛秒激光振蕩器，被越來越廣泛的應(yīng)用到飛秒激光研究中，成為獲得亞10fs超短脈沖激光不可缺少的色散補(bǔ)償元件。由于色散鏡在提供高反射率的同時(shí)須提供一定量的群延遲色散(Group delay dispersion，GDD)補(bǔ)償，但隨著補(bǔ)償帶寬的增加，色散振蕩也愈加明顯，因此必須通過啁啾鏡對(duì)的形式加以補(bǔ)償抑制。同時(shí)，因?yàn)檫�啾色散介質(zhì)膜的設(shè)計(jì)為啁啾結(jié)構(gòu)，所以這種非規(guī)整膜系在制備上對(duì)膜層厚度誤差非常敏感，1nm的誤差都會(huì)導(dǎo)致制備結(jié)果與設(shè)計(jì)結(jié)果的偏離，這都給啁啾鏡的設(shè)計(jì)和制備帶來一系列的挑戰(zhàn)。

　　物理所采用上海光機(jī)所中科院強(qiáng)激光材料室提供的啁啾鏡對(duì)（如圖3和圖4所示）用于摻鈦藍(lán)寶石激光諧振腔內(nèi)的色散補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)中，第一組啁啾鏡對(duì)在700-1020nm 波段內(nèi)的GDD為-70±30fs²，反射率R>99.7%，并且在515-545nm波段內(nèi)透過率T>99%，滿足常用泵浦光的要求；第二組啁啾鏡對(duì)在700-900nm波段內(nèi)不僅具有-100±30fs²的較大色散補(bǔ)償量，而且反射率R>99.9%。在穩(wěn)定鎖模的情況下，用干涉自相關(guān)儀測(cè)得脈寬約為10.5fs，輸出平均功率達(dá)490mW。在基于國(guó)產(chǎn)啁啾鏡獲得的10fs量級(jí)的振蕩器中，輸出功率和效率都是最高的。

　　相對(duì)于腔外的色散補(bǔ)償，激光腔內(nèi)對(duì)色散的振蕩波紋要求更加苛刻，需要嚴(yán)格控制配對(duì)使用的啁啾鏡，使其色散振蕩的周期性波紋具有互補(bǔ)性以相互抵消，為此分兩次完成的啁啾鏡對(duì)的兩個(gè)鏡片的中心波長(zhǎng)相對(duì)偏移量要控制在1nm左右，這對(duì)制備厚度的控制精度及工藝穩(wěn)定性的掌控要求極高。該兩種啁啾鏡對(duì)的研制成功及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果，標(biāo)志著上海光機(jī)所實(shí)現(xiàn)在高性能色散鏡研制方面的技術(shù)突破，性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際同類研究的先進(jìn)水平。（中科院強(qiáng)激光材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室供稿）

圖1 飛秒摻鈦藍(lán)寶石激光振蕩器光路中的啁啾鏡對(duì)

　　圖2 輸出光譜：光譜底寬覆蓋650-1000nm 

　　a.M4、M5反射率曲線　　b.M4、M5色散曲線  c.M4、M5實(shí)物圖

　　圖3  M4、M5（凹面啁啾鏡）：R>99.7% @630-980nm&T>99%@515-545nm, GDD(700-1020nm)～-70±30fs²

a.M7、M8反射率曲線　　b.M7、M8色散曲線  c.M7、M8實(shí)物圖

　　圖4  M7、M8：R>99.9%@670-920nm, GDD(700-900nm)～-100±30fs²