[發明專利]基于超寬帶光源的脈寬可調脈沖光纖激光器

無效

• 申請號: 201410421027.8
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104253371A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 胡小波;李剛
• 申請（專利權）人: 深圳市創鑫激光技術有限公司;鞍山創鑫激光技術有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/106
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防

技術領域

本發明涉及一種光纖激光器，特別是一種基于超寬帶光源的脈寬可調脈沖光纖激光器，屬于激光設備領域。

背景技術

傳統的脈沖光纖激光器，特點是諧振腔內加入了開關調制器件，所以其輸出的激光以高能量脈沖的方式輸出(如圖2所示)，傳統的光纖激光器有以下兩個缺點：

缺點一，傳統光纖激光器的光譜帶寬窄，SBS閾值功率低，在一定的脈沖峰值功率的情況下，容易產生非線性SBS,經放大后產生極高的峰值功率造成光纖燒斷，這是目前國內外調Q脈沖光纖激光器難以實現高功率和可靠性差的根本原因。

缺點二，傳統調Q光纖激光器在諧振腔內插入調Q開關來實現脈沖輸出，由于脈沖寬度與激光器諧振腔腔長成正比，因此，傳統調Q光纖激光器只能實現固定脈寬的脈沖輸出，無法實現激光脈沖脈寬的可調，對于一臺平均功率確定的脈沖光纖激光器，在重復頻率一定的情況下，由于脈寬不可調節，其每個脈沖的峰值功率是固定的，限制了脈沖光纖激光器的應用靈活性。

在材料加工中，影響加工質量和生產能力的一些關鍵參數包括：峰值脈沖功率、脈沖能(mJ)、脈沖頻率、平均功率、脈沖持續時間即脈寬和光束質量(M2)。例如：在加工敏感材料時，需要仔細控制熱輸入，通常最好采用較短的脈沖和較高的重復率，這就要求激光器的激光脈寬窄、峰值功率高。而在深度雕刻時，最好的雕刻質量卻不是在峰值功率最高時取得，這就又要求激光器激光脈寬略寬、峰值功率略低。如果用戶使用傳統的脈沖光纖激光器來加工不同特性的材料，為了達到較佳效果，就要配備不同的激光器，大大增加了成本，如果共用加工平臺，需要更換激光器，更是影響了加工效率。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種基于超寬帶光源的脈寬可調脈沖光纖激光器，它具有脈寬可靈活調整的優點，使其應用更加靈活，并且還具有功率高和穩定性好的優點。

本發明的技術方案：一種基于超寬帶光源的脈寬可調脈沖光纖激光器，包括光路模組和電路模組；

所述光路模組包括同軸依次連接的超寬帶光源、寬帶濾波器、第一光纖放大裝置、聲光/電光開關、1個以上的第二光纖放大裝置和準直光隔離器；

所述電路模組包括泵浦驅動電路、聲光/電光驅動電路、輸出控制電路和保護電路，聲光/電光驅動電路與聲光/電光開關電連接；

泵浦驅動電路用于驅動第一光纖放大裝置和第二光纖放大裝置產生泵浦激光；聲光/電光驅動電路用于驅動聲光/電光開關，使聲光/電光開關將連續激光調制成脈沖激光，并且根據電信號脈寬的不同實現激光脈沖脈寬的可調，可以實現光脈寬從3ns到連續的可調；輸出控制電路用于通過人機界面設置輸出激光的脈寬，重頻和功率，實現對激光器輸出的控制；保護電路用于光纖激光器的光路監測和保護。

前述的這種基于超寬帶光源的脈寬可調脈沖光纖激光器中，第一光纖放大裝置包括第一在線光隔離器和第一光纖放大器，第一光纖放大器包括依次連接的m個第一泵浦激光器、(N+1)*1個第一合束器和第一增益光纖；所述第一合束器的m個泵浦端(m小于等于N)連接于所述的m個第一泵浦激光器，第一泵浦激光器與泵浦驅動電路電連接。

前述的這種基于超寬帶光源的脈寬可調脈沖光纖激光器中，所述第二光纖放大裝置包括第二在線光隔離器和第二光纖放大器，第二光纖放大器包括依次連接的m個第二泵浦激光器、(N+1)*1個第二合束器和第二增益光纖；所述第二合束器的m個泵浦端(m小于等于N)連接于所述的m個第二泵浦激光器，第二泵浦激光器與泵浦驅動電路電連接；第二增益光纖與準直光隔離器連接。

前述的這種基于超寬帶光源的脈寬可調脈沖光纖激光器中，所述第一增益光纖和第二增益光纖為摻鐿雙包層光纖。

前述的這種基于超寬帶光源的脈寬可調脈沖光纖激光器中，第二增益光纖與準直光隔離器的熔接點處設置有光電探測器。