定义
一种利用非线性自聚焦的激光模式锁定技术。
克尔透镜模式锁定是一种被动模式锁定激光器的技术，使用基于增益介质中克尔透镜的人工饱和吸收体。 后一种效应导致高光学强度的光束尺寸减小。 通过两种不同的机制，这可以有效地充当快速饱和吸收器：
- 在硬孔径荷航的情况下，克尔透镜减少了光束在每次谐振器往返中必须通过的孔径处的光学损耗。
- 在软孔径KLM的情况下，克尔透镜导致激光和泵浦光束的更好重叠，从而为脉冲峰值带来更高的增益。 收益的增加与损失的减少具有类似的效果；这两种效应都会增加净往返增益。
- 第二种方法的修改版本利用了单独的被动克尔介质中的非线性自聚焦[20]。 这种方法的优点是对泵浦光束的辐射度（亮度）的要求要低得多。 在某些情况下，这允许人们实现具有更高平均输出功率的激光器[23]。
关于被动模式锁定的文章解释了可饱和吸收器如何导致模式锁定。
KLM 有时被称为自模式锁定，因为它不需要可见的可饱和吸收器装置。 它的第一个观察结果[1]，在引入该术语的地方，尚未解释基于克尔效应的非线性聚焦的影响；这是在第一次报告后不久由其他人提供的[2]。
克尔透镜模式锁定能够在钛蓝宝石激光器中产生持续时间低至≈ 5 fs 的最短脉冲。 其主要优点如下：
- 它的优势在于响应速度非常快，适合产生最短的光脉冲。
- 无需特殊的可饱和吸收介质；因此，该技术可以应用于不同的光谱区域，无需特殊成分。
但是，也有一些缺点：
- 通常需要将激光器操作到接近其谐振器的稳定极限，否则克尔透镜效应太弱。 因此，很难实现长期稳定运行，谐振器设计是一项艰巨的任务。
- 通常无法实现可靠的自启动模式锁定。 这是吸收器快速响应的负面后果；慢速吸收器在自启动方面更好。 通常，这种激光器在打开后以噪声操作模式启动，不产生超短脉冲，并且仅在外部触发后切换到锁模操作，例如，当手动点击谐振镜以刺激功率波动时。
- 由于复杂的时空动力学以及与谐振器稳定性极限的接近程度相关的不确定性，精确建模是不同的。 简化模型至少可以粗略预测实现的调制深度和饱和功率，从而有助于找到合适的谐振器设计。 然而，准确的预测是困难的。
- 根据应用的不同，激光束半径在脉冲过程中可能会发生变化，这也可能会令人不安。
一种改进的荷航已被应用于垂直外腔表面发射激光器（VECSEL）[17]。 它们的增益介质没有表现出真正的Kerr非线性，而是基于增益饱和度和折射率对载流子密度的依赖性的类似效应。 这通常会导致增益饱和导致的负折射率变化，但不会导致折射率变化与瞬时光学强度成正比。
KLM 的一种可能的替代方案是使用真正的可饱和吸收器（例如SESAM）进行被动模式锁定。 还可以将KLM和SESAM与特别宽的反射带宽相结合，以实现自启动模式锁定和非常短的脉冲。
参考文献
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