[發明專利]一種可調諧窄線寬皮秒脈沖激光器

有效

• 申請號: 201210497447.5
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN102957090A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 王煒;吳周令;陳堅
• 申請（專利權）人: 合肥知常光電科技有限公司
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042;H01S5/06
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 金凱

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技術領域

本發明涉及激光器領域，具體是一種可調諧窄線寬皮秒脈沖激光器。

背景技術

目前脈沖激光器采用調Q技術、鎖模技術來實現脈沖激光輸出。調Q激光器只能實現脈沖寬度為納秒量級的脈沖激光，可以獲得毫焦量級的單脈沖能量輸出，由于脈沖寬度寬，其與材料作用時，熱吸收效應明顯。鎖模激光器可以實現皮秒和飛秒脈沖激光輸出，但是其重復頻率較高（MHz以上），頻率可調范圍窄，單脈沖能量低，對材料的作用效果差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種可調諧窄線寬皮秒脈沖激光器，可以實現1-100MHz的調頻，并且可以在特定波長穩定輸出，是一種性能優異的激光器或激光種子源。

本發明的技術方案為：

一種可調諧窄線寬皮秒脈沖激光器，包括脈沖驅動電路、半導體激光器、環形器、光纖光柵、耦合器、光譜分析單元、主控單元和微距牽引單元，所述的脈沖驅動電路輸出脈沖電流，半導體激光器受脈沖電流的驅動，產生一級弛豫振蕩的寬光譜脈沖激光，該脈沖激光經由環形器的1號端口進入，其2號端口輸出至光纖光柵，光纖光柵對位于其工作波長的激光反射，其余波長的激光透射，反射后的激光再經環形器的2號端口返回環形器，然后通過環形器的3號端口輸出，3號端口輸出的反射激光進入耦合器，較大能量的反射激光經耦合器的輸出光端口輸出，較小能量的反射激光經耦合器的反饋光信號端口輸出，反饋光信號端口輸出的反射激光進入光譜分析單元，光譜分析單元測出反饋光信號的中心波長數值，并傳送給主控單元，主控單元將反饋光信號的中心波長數值與預先設定的中心波長數值對比后，驅動微距牽引單元，微距牽引單元對光纖光柵的軸向進行微距離的拉伸牽引。

所述的微距牽引單元包括相互連接的微距牽引控制單元和PZT系多層片式壓電陶瓷，所述的光纖光柵的一端固定于微距牽引控制單元上，另一端與PZT系多層片式壓電陶瓷連接。

所述的脈沖驅動電路選用脈沖寬度為皮秒量級的短脈沖驅動電路。

所述的半導體激光器選用輸出光譜寬度超過20nm的半導體激光器。

所述的光纖光柵選用布拉格光纖光柵。

所述的耦合器選用1:9耦合器，其輸出光端口為90%能量反射激光的輸出光端口，其反饋光信號端口為10%能量反射激光的反饋光信號端口。

所述的光譜分析單元選用最小可分辨光譜辨率為20pm的不同波長激光的光譜分析單元。

本發明的優點：

（1）、本發明采用脈沖驅動電路輸出超短脈沖寬度的脈沖電流，驅動半導體激光器發射脈沖激光，在脈沖激光的前沿會產生振幅較大的弛豫振蕩，如果在振蕩的第一個周期結束時，停止電流的注入，可以得到弛豫振蕩第一個小尖峰決定寬度的單一脈沖輸出，本發明利用注入電流使半導體激光器的增益急劇變化，由此產生超短脈沖激光脈沖，一般情況下，這種弛豫振蕩的激光脈沖寬度在皮秒量級，采用這種方法的半導體激光器的優點是：使用簡單的驅動電路就能產生超短激光脈沖，和鎖模激光器相比，增益開關半導體激光器的穩定性更高，重復頻率范圍廣，能用電流波形控制脈沖寬度和周期；

（2）、本發明的光纖光柵是一種無源光纖器件，其利用光纖材料的光敏性，通過紫外光曝光的方法將入射光的相干場圖樣寫入纖芯，在纖芯內產生折射率沿纖芯軸向周期性變化，從而形成永久性空間相位光柵，其功能實質上是在纖芯內形成一個窄帶的（透射或反射）濾波器或反射鏡；本發明借此技術，使得所寫入的光柵的布拉格波長、帶寬或對兩者同時進行靈活調節，通過控制光纖光柵的軸向應力，其光譜特性將發生相應的改變，實現光纖光柵的調諧技術；

（3）、本發明通過耦合器分出反饋光信號，然后通過光譜分析單元和主控單元的分析和處理，控制微距牽引單元從而調節光纖光柵的軸向應力，光纖光柵的折射率周期值隨之改變，從而達到調諧反射激光中心波長的目的。

本發明結構簡單、使用方便，光譜寬度和范圍可調諧，從而使較窄的光譜輸出，發明中的光器件均可以用導光光纖進行耦合，可以實現全光纖化。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

具體實施方式