固体激光器增益介质形状主要有棒状、光纤、薄片等。其中棒状激光器的由于热效应以及热焦距的限制，限制了其平均输出功率的提高。目前主流减小热效应的方法是用光纤或薄片作为激光器的增益介质。
其中薄片激光器的主要特点是激光增益介质的厚度比较薄，一般在百微米尺度，其主要优点在于激光增益介质——薄片头内允许非常高的泵浦功率密度，良好的散热性使其工作温度不会过高。在平顶高斯光束的泵浦下这种结构可以产生垂直于薄片激光增益介质表面、几乎均匀的轴向一维热流，因而可以减小热透镜效应和增益介质中的热沉积，使得在获得高功率激光输出同时，保持高转化效率和高的光束质量。
如图所示，Yb:YAG晶体就是一种较好的薄片激光增益介质。其在20℃左右为准三能级结构，发光中心波长为1030nm。三价镱离子具有接近1ms的上能级寿命，这使得可以用半导体激光器替代闪光灯来进行激光泵浦。
薄片晶体泵浦腔结构以及热沉结构如上图所示，薄片晶体通过焊料焊在钻石或者铜钨合金的热沉上，热沉通过背面的水循环来冷却。泵浦腔由多块3D高反射镜、中空抛物面镜、薄片晶体、热沉、基板以及高反射镜构成。对于24通构型的泵浦腔，泵浦光一共晶体上通过12次，而高反镜的用途在于使得12通后没有被完全吸收的泵浦光可以沿原路返回，从而保证泵浦光被充分的吸收。
超短脉冲激光在工业上的应用驱动了薄片激光技术的发展。利用皮秒薄片激光器能够实现材料的超精密加工。目前，这种技术也已得到了广泛应用。
德国通快公司是工业生产机床和激光领域的技术领导者，旗下基于薄片激光技术研发了一系列应用于工业加工的激光器。
其中连续光输出的薄片激光器，由于功率大、光束质量好，一般用于激光焊接以及激光切割；而腔倒空脉冲输出的薄片激光器，脉冲宽度为10us左右，其主要用于点焊、缝焊以及精细切割；基于再生放大结构的薄片激光器，由于其脉宽较窄峰值功率高，在材料表面产生热量更少，一般用于对热更加敏感材料的微纳加工。
薄片激光技术的发展，为我们带来了一类更有潜力的高功率激光源，相信未来这种技术会迸发出更加强劲的生命力。
上海光机所研究生会
星光编辑部
文：吕欣林（优秀奖）
编辑：叶坠菡霜