所謂皮秒連續(xù)鎖模激光器，就是脈沖寬度壓縮到ps量級(jí)（10-12s）的“超短”脈沖連續(xù)鎖模激光器。按照泵浦方式，可以分為燈泵浦皮秒連續(xù)鎖模激光器和半導(dǎo)體泵浦皮秒連續(xù)鎖模激光器；按照鎖模方式，可以分為半導(dǎo)體可飽和吸收體連續(xù)鎖模皮秒激光器和染料連續(xù)鎖模皮秒鎖模激光器；按照激光媒質(zhì)，可以分為固體皮秒連續(xù)鎖模激光器和光纖皮秒連續(xù)鎖模激光器等。

　　一般采用半導(dǎo)體可飽和吸收鏡作為鎖模器件，LD泵浦的皮秒連續(xù)鎖模激光器。所謂半導(dǎo)體可飽和吸收鏡，一般是采用外延法將半導(dǎo)體可飽和吸收體直接生長(zhǎng)在半導(dǎo)體布拉格反射鏡上，因此被叫做可飽和半導(dǎo)體布拉格反射鏡(Saturable Bragg Reflector，簡(jiǎn)稱SBR)或半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(Semiconductor Saturable Absorber Mirror,簡(jiǎn)稱SESAM)。所謂SESAM，它是一種將半導(dǎo)體可飽和吸收材料和反射鏡結(jié)合在一起的新型器件，當(dāng)激光入射到可飽和吸收體表面時(shí)，下能級(jí)的粒子受到激發(fā)躍遷到上能級(jí)，當(dāng)上能級(jí)的粒子數(shù)飽和后，吸收體便被漂白。半導(dǎo)體可飽和吸收體具有兩個(gè)特征的馳豫時(shí)間：帶內(nèi)馳豫時(shí)間和帶間馳豫時(shí)間。帶內(nèi)馳豫時(shí)間很短，約為100-200fs；而帶間馳豫時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，約為幾皮秒到幾百皮秒。在SESAM鎖模過(guò)程中，帶間馳豫時(shí)間提供了鎖模自啟動(dòng)機(jī)制，帶內(nèi)馳豫時(shí)間有效壓縮脈寬、維持鎖模穩(wěn)定。

　　1965年，H.W.Mocker 和 R.J.Collins等人首次報(bào)道了采用半導(dǎo)體可飽和吸收體鎖模的固體激光器，然而當(dāng)時(shí)廣泛的認(rèn)為，采用半導(dǎo)體可飽和吸收體鎖模無(wú)法實(shí)現(xiàn)Nd:glass、Nd:YAG、Nd:YLF等晶體的固體激光器的純的連續(xù)鎖模，主要因?yàn)榭娠柡臀阵w可利用的參數(shù)范圍有限。而這些晶體的上能級(jí)壽命比較長(zhǎng)，一般大于100μs，且沒(méi)有Q調(diào)制和Q調(diào)制鎖模。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體可飽和吸收體的吸收波長(zhǎng)、飽和能量、恢復(fù)時(shí)間得到精確的控制。到1992年，U.Keller等人將反共振的發(fā)布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具可飽和吸收體(antiresonant Fabry-Perot saturable absorber,A-FPSA)用于Nd:YLF和Nd:YAG激光器的腔內(nèi)，首次實(shí)現(xiàn)固體皮秒激光器的被動(dòng)鎖模。1993年，他們將此項(xiàng)技術(shù)用于解決KLM鎖模的自啟動(dòng)問(wèn)題。如今，采用SESAM已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多種晶體的連續(xù)鎖模皮秒激光器，如Nd:YAG、 Nd:YVO4、Nd:GdVO4、 Nd:YLF等，特點(diǎn)效率較高，穩(wěn)定性高。

       采用SESAM實(shí)現(xiàn)皮秒鎖模的激光器剛剛興起，普遍用在國(guó)防、精細(xì)加工等領(lǐng)域，諸如受控核聚變、等離子體物理學(xué)、化學(xué)及物理動(dòng)力學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、光譜學(xué)等，特別用于高精度激光衛(wèi)星測(cè)距、非線性頻率變換、醫(yī)療診斷、激光切割、激光打孔、激光雷達(dá)與大氣探測(cè)、激光精細(xì)微加工、激光內(nèi)雕等領(lǐng)域，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

　　高穩(wěn)定性大功率全固態(tài)皮秒激光器結(jié)構(gòu)小巧，系統(tǒng)穩(wěn)定。作為大功率皮秒激光器的種子源，在激光顯示技術(shù)和自由電子激光器等方面有潛在的應(yīng)用價(jià)值，通過(guò)一到二級(jí)功率放大，再利用倍頻、三倍頻、四倍頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綠光/紫外波段皮秒激光輸出，就可以應(yīng)用于太陽(yáng)能電池劃膜等精細(xì)加工領(lǐng)域。研究表明：超短激光脈沖減小了熱效應(yīng)，重復(fù)性更好。同時(shí)大量實(shí)驗(yàn)表明1064 nm的皮秒激光可以作為一項(xiàng)通用的技術(shù)被應(yīng)用于CIS薄膜太陽(yáng)能電池加工中的所有過(guò)程。最新型的皮秒激光器具有高的重復(fù)頻率，加工所得的刻線具有高質(zhì)量和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，能夠減少加工損耗，延長(zhǎng)太陽(yáng)能電池模塊的壽命。

　　利用SESAM進(jìn)行被動(dòng)鎖模，具有自啟動(dòng)、穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)主動(dòng)鎖模元件，SESAM的各種優(yōu)點(diǎn)更加突出，SESAM鎖模比主動(dòng)鎖模獲得的脈寬窄，能得到幾個(gè)皮秒甚至更窄的脈寬，而且用于主動(dòng)鎖模的聲光器件的頻率隨溫度改變而發(fā)生變化，故必須經(jīng)常調(diào)節(jié)其頻率，使之與腔長(zhǎng)相匹配。同樣與用于被動(dòng)鎖模的可飽和吸收染料相比，SESAM不像染料那樣需要頻繁更換，很大程度上降低了激光器的成本，也加強(qiáng)了激光器的可操作性。由此可見(jiàn)，在半導(dǎo)體泵浦的全固態(tài)激光器應(yīng)用SESAM鎖模比起其他的鎖模方式具有更大的優(yōu)勢(shì)，滿足工業(yè)對(duì)高質(zhì)量、高穩(wěn)定性皮秒激光器的需求。