在雷射光源方面主要由兩部分構成，第一部分是激發光源，使用 由 Coherent 公司生產的倍頻半導體激發固態雷射(Diode pump solid state laser 簡稱 DPSSL)，Verdi。第二部份是超快光源，同樣使用 由 Coherent 公司生產的 Mira 900 鈦藍寶石雷射﹙Ti︰sapphire Laser﹚，藉由此兩種雷射的搭配以產生超短脈衝的雷射光束。
B1 激發雷射
我們所使用的雷射 Verdi，是由一個波長 807.5nm 的半導體雷射 陣列激發超快雷射晶體 Neodymium Vanadate﹙Nd︰YVO4﹚，產生波長 為 1064nm 的近紅外光雷射，再經過 LBO 倍頻晶體，倍頻為波長 532 的綠光雷射。其輸出功率最高為 10W，光點大小為 2.25mm。內部構造 如下圖 B1 所示。
圖 B1 Verdi 內部結構圖 B2
超短脈衝雷射
我們使用 Verdi-10V 做為鎖模超快雷射的激發光源，藉由此光源 來激發鎖模鈦藍寶石雷射(Mira-900F, Coherent)，而所激發出的雷 射光束為一個超短雷射脈衝，其脈衝寬度約為 150fs，雷射中心波長 可調範圍為 710nm∼1000nm 之間如圖 B2 所示。但由於實際波長的可 調範圍侷限於雷射共振腔內的鏡片組，使得雷射實際可調範圍約在
720nm∼920nm 之間。其雷射內部共振腔的結構如圖 B2 所示。
圖 B2 Verdi 激發 Mira 900 輸出功率隨波長調整曲線圖，此脈衝雷射 的重複頻率為 76MHz，所謂的重複頻率是指單位時間的脈衝數目
圖 B3 Mira 900 內部結構圖
一般鎖模的方法分為主動式鎖模(Active mode-locking)以及被 動式鎖模(Passive mode-locking)兩種。而我們所使用的鈦藍寶石超 短脈衝雷射為使用被動式克爾透鏡鎖模(Kerr lens mode-locking) 的方式，此技術是近幾年所新開發出來的，它是利用材料非線性克爾
效應來產生自聚焦的效果，在以針孔保留中間較強的部份，去除周圍 弱光的部份，因而達到波型整形的作用，便可產生超短脈衝雷射。
所謂的克爾效應，指的是介質的折射率隨光強度而作非線性的改 變，如下式所示
0 2
n=n +n I
其中 I 是光的強度，n 是無入射光時的折射率，0 n 為非線性係數。由2 上式可知，光的強度愈強時，所產生的折射率也會變高，所以雷射光 束強度為高斯分佈時，則光束將會往中心集中，此種效應稱之為自我 聚焦。
當激發光源 Verdi-10V 使用平均功率 8W 作為激發光時，此時的 鎖模鈦藍寶石雷射所產生的脈衝雷射其平均功率約為 1.1W，再經由 光 學 量 測 系 統 的 衰 減 之 後 ， 在 物 鏡 處 所 量 測 到 的 平 均 光 功 率 為 143mW，換算之後每個雷射脈衝的瞬間功率約為 1.88nJ/puls 左右，
若脈衝寬度為 150fs，則瞬間功率可高達 12.5KW，如此高能量的脈衝 能量再經由透鏡聚焦之後，不但足夠產生非線性效應，還要小心樣品 和光學元件被雷射光束破壞。