[發明專利]超短脈沖全光纖激光器

有效

• 申請號: 201310635304.0
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103606807B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 高存孝;朱少嵐;趙衛;王屹山;楊直;牛林全;馮麗;何浩東;曹宗英
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/23;H01S3/10;H01S3/13
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司61211
• 代理人: 姚敏杰

技術領域

本發明屬于光纖激光器領域，涉及一種超短脈沖全光纖激光器，尤其涉及一種能夠重復頻率可實時任意調節并且具有很高穩定度的超短脈沖輸出的全光纖激光器。

背景技術

超短脈沖激光器是一種應用十分廣泛的激光器類型，其主要特征是輸出激光的脈沖寬度非常窄，通常在皮秒和飛秒量級。目前，能夠產生超短脈沖激光的方法主要有鎖模激光器技術、增益開關半導體激光器技術以及激光強度調制技術。鎖模激光器技術是獲取超短脈沖激光輸出最常見的技術，其通過對激光器腔內的具有固定相位關系的縱模進行鎖定從而獲得強度上的超短脈沖輸出，能夠獲得極窄的脈沖寬度，但是這種方式輸出的激光脈沖的重復頻率不能輕易改變，并且鎖模需要較為苛刻的環境條件，溫度變化、振動都會影響鎖模激光脈沖的輸出。增益開關半導體激光器技術是通過電脈沖對半導體激光器進行調制，選擇半導體激光器輸出馳豫振蕩的第一個尖峰，從而獲得超短脈沖輸出，這種技術可以獲得重復頻率可調的超短脈沖輸出，但是輸出激光脈沖的脈沖寬度較寬，功率很低。激光強度調制技術是采用高速強度調制器對連續輸出的激光進行強度調制從而獲得超短脈沖輸出，這種技術獲得的激光脈沖重復頻可調，但是脈沖寬度較寬，輸出功率較低。可以看出，上述三種現有的技術不能同時實現重復頻率任意可調、高功率、高穩定度的超短脈沖激光輸出。

發明內容

為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種重復頻率可任意調節、受溫度振動影響較小的高功率輸出的超短脈沖全光纖激光器。

本發明的技術解決方案是：本發明提供了一種超短脈沖全光纖激光器，其特殊之處在于：所述超短脈沖全光纖激光器包括納秒脈沖直接調制半導體激光器、光纖預放大器、光纖主放大器、脈沖選擇器以及超短脈沖輸出端；所述納秒脈沖直接調制半導體激光器依次通過光纖預放大器、光纖主放大器以及脈沖選擇器接入超短脈沖輸出端；所述納秒脈沖直接調制半導體激光器與脈沖選測器相連。

上述納秒脈沖直接調制半導體激光器包括半導體激光器以及電脈沖驅動器；所述電脈沖驅動器通過半導體激光器與光纖預放大器相連；所述電脈沖驅動器接入脈沖選擇器。

上述半導體激光器是光纖耦合輸出的半導體激光器；所述電脈沖驅動器是脈沖寬度和重復頻率可任意調諧的電脈沖驅動器。

上述光纖預放大器包括光纖波分復用器、抽運半導體激光器、第一增益光纖、光纖濾波器以及第一光纖隔離器；所述半導體激光器以及抽運半導體激光器分別通過光纖波分復用器接入第一增益光纖；所述第一增益光纖通過光纖濾波器接入第一光纖隔離器。

上述光纖主放大器包括高功率抽運光源、光纖合波器、第二增益光纖以及第二光纖隔離器；所述第一光纖隔離器依次通過光纖合波器和第二增益光纖接入第二光纖隔離器；所述高功率抽運光源接入光纖合波器。

上述第二增益光纖是雙包層單模增益光纖。

上述脈沖選擇器包括強度調制器、可調延時器以及強度調制器驅動電源；所述電脈沖驅動器通過可調延時器和強度調制器驅動電源接入強度調制器；所述第二光纖隔離器通過強度調制器接入超短脈沖輸出端。

上述強度調制器是聲光調制器或電光調制器。

本發明的優點是：

本發明所提供的超短脈沖全光纖激光器包括重復頻率任意可調的高穩定度高功率超短脈沖激光器包括納秒脈沖調制半導體激光器、單模光纖放大器、雙包層光纖放大器以及納秒脈沖選擇器。由于納秒脈沖調制半導體激光器產生的納秒脈沖激光峰值功率比較低，先通過單模光纖放大器進行預放大，獲得一定功率的輸出，再通過雙包層單模光纖放大器進行功率放大，在功率放大時，納秒激光脈沖的峰值功率超過一定的閾值后，受到光纖非線性效應的調制，會發生分裂，形成多個子脈沖，可以采用納秒量級的光脈沖選擇器選出分裂脈沖的第一個子脈沖，從而獲得單個的超短脈沖激光輸出。

附圖說明

圖1是本發明所提供的超短脈沖全光纖激光器的結構示意圖；

其中：

1-半導體激光器；2-電脈沖驅動器；3-光纖波分復用器；4-抽運半導體激光器；5-增益光纖；6-光纖濾波器；7-第一光纖隔離器；8-高功率抽運光源；9-光纖合波器；10-雙包層單模增益光纖；11-第二光纖隔離器；12-強度調制器；13-超短脈沖輸出端；14-可調延時器；15-強度調制器驅動電源。

具體實施方式