所謂皮秒連續(xù)鎖模激光器，就是脈沖寬度壓縮到ps量級（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，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。所謂半導體可飽和吸收鏡，一般是采用外延法將半導體可飽和吸收體直接生長在半導體布拉格反射鏡上，因此被叫做可飽和半導體布拉格反射鏡(Saturable Bragg Reflector，簡稱SBR)或半導體可飽和吸收鏡(Semiconductor Saturable Absorber Mirror,簡稱SESAM)。所謂SESAM，它是一種將半導體可飽和吸收材料和反射鏡結合在一起的新型器件，當激光入射到可飽和吸收體表面時，下能級的粒子受到激發(fā)躍遷到上能級，當上能級的粒子數飽和后，吸收體便被漂白。半導體可飽和吸收體具有兩個特征的馳豫時間：帶內馳豫時間和帶間馳豫時間。帶內馳豫時間很短，約為100-200fs；而帶間馳豫時間相對較長，約為幾皮秒到幾百皮秒。在SESAM鎖模過程中，帶間馳豫時間提供了鎖模自啟動機制，帶內馳豫時間有效壓縮脈寬、維持鎖模穩(wěn)定。

　　1965年，H.W.Mocker 和 R.J.Collins等人首次報道了采用半導體可飽和吸收體鎖模的固體激光器，然而當時廣泛的認為，采用半導體可飽和吸收體鎖模無法實現Nd:glass、Nd:YAG、Nd:YLF等晶體的固體激光器的純的連續(xù)鎖模，主要因為可飽和吸收體可利用的參數范圍有限。而這些晶體的上能級壽命比較長，一般大于100μs，且沒有Q調制和Q調制鎖模。然而，隨著技術的發(fā)展，半導體可飽和吸收體的吸收波長、飽和能量、恢復時間得到精確的控制。到1992年，U.Keller等人將反共振的發(fā)布里-珀羅標準具可飽和吸收體(antiresonant Fabry-Perot saturable absorber,A-FPSA)用于Nd:YLF和Nd:YAG激光器的腔內，首次實現固體皮秒激光器的被動鎖模。1993年，他們將此項技術用于解決KLM鎖模的自啟動問題。如今，采用SESAM已經實現了多種晶體的連續(xù)鎖模皮秒激光器，如Nd:YAG、 Nd:YVO4、Nd:GdVO4、 Nd:YLF等，特點效率較高，穩(wěn)定性高。

       采用SESAM實現皮秒鎖模的激光器剛剛興起，普遍用在國防、精細加工等領域，諸如受控核聚變、等離子體物理學、化學及物理動力學、生物學、醫(yī)學、光譜學等，特別用于高精度激光衛(wèi)星測距、非線性頻率變換、醫(yī)療診斷、激光切割、激光打孔、激光雷達與大氣探測、激光精細微加工、激光內雕等領域，具有巨大的經濟價值。

　　高穩(wěn)定性大功率全固態(tài)皮秒激光器結構小巧，系統(tǒng)穩(wěn)定。作為大功率皮秒激光器的種子源，在激光顯示技術和自由電子激光器等方面有潛在的應用價值，通過一到二級功率放大，再利用倍頻、三倍頻、四倍頻技術，實現綠光/紫外波段皮秒激光輸出，就可以應用于太陽能電池劃膜等精細加工領域。研究表明：超短激光脈沖減小了熱效應，重復性更好。同時大量實驗表明1064 nm的皮秒激光可以作為一項通用的技術被應用于CIS薄膜太陽能電池加工中的所有過程。最新型的皮秒激光器具有高的重復頻率，加工所得的刻線具有高質量和高穩(wěn)定性的特點，能夠減少加工損耗，延長太陽能電池模塊的壽命。

　　利用SESAM進行被動鎖模，具有自啟動、穩(wěn)定性好、結構簡單等優(yōu)點，相對主動鎖模元件，SESAM的各種優(yōu)點更加突出，SESAM鎖模比主動鎖模獲得的脈寬窄，能得到幾個皮秒甚至更窄的脈寬，而且用于主動鎖模的聲光器件的頻率隨溫度改變而發(fā)生變化，故必須經常調節(jié)其頻率，使之與腔長相匹配。同樣與用于被動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，也加強了激光器的可操作性。由此可見，在半導體泵浦的全固態(tài)激光器應用SESAM鎖模比起其他的鎖模方式具有更大的優(yōu)勢，滿足工業(yè)對高質量、高穩(wěn)定性皮秒激光器的需求。