[實用新型]一種帶寬和中心波長可調節(jié)的激光器裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420700436.7
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN204230625U
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設計）人: 張志剛;朱海波
• 申請（專利權）人: 廣東量澤激光技術有限公司
• 主分類號: H01S3/106
• 分類號: H01S3/106;H01S3/091
• 代理公司: 中山市科創(chuàng)專利代理有限公司 44211
• 代理人: 謝自安

[技術領域]

本實用新型涉及一種帶寬和中心波長可調節(jié)的激光器裝置。

[背景技術]

隨著上世紀80年代末和90年代初克爾鎖模的實用新型，關于飛秒激光器的應用在世界各大研究機構迅速鋪展開來。飛秒激光的產(chǎn)生，主要依賴種子源的鎖模，而如今常規(guī)的商業(yè)飛秒激光系統(tǒng)的種子源大多仍然由固態(tài)的元件和激光晶體所構成，依靠這種固態(tài)激光技術所研發(fā)的種子源對溫濕度要求高，對環(huán)境要求苛刻，且成本昂貴，并不適合下一代工業(yè)用超快激光器的普及。

近些年光纖鎖模技術的發(fā)展大大推動了超快光纖激光振蕩器的發(fā)展，基于摻雜稀土元素光纖的激光器于20世紀80年代出現(xiàn)，穩(wěn)定的超短脈沖激光器的出現(xiàn)可追隨到1989年Menyuk?C?R等人在Pulse?propagation?in?an?elliptically?birefringent?Kerr?medium中提出的方法，光纖增益介質由于細長，易于散熱，相同體積下其表面積體積比比固態(tài)激光器大2～3個數(shù)量級，另外光纖激光器的橫模由光纖纖芯和數(shù)值孔徑?jīng)Q定，不會因為熱變形而變化，所以很容易保持單模運轉，上述優(yōu)勢是固態(tài)激光器所不能比擬的。光纖激光器的發(fā)展經(jīng)歷了孤子鎖模、展寬壓縮型脈沖鎖模、自相似鎖模到全正色散鎖模等幾個階段，早期的飛秒光纖激光器多采用通訊波長用的摻鉺光纖，于是孤子鎖模(soliton?mode?locking)和展寬壓縮脈沖鎖模(stretched?pluse)鎖模成為主流機制，進入新世紀以后，隨著高摻雜摻鐿光纖的發(fā)展，自相似和全正色散的鎖模理論被提出，使得飛秒光纖振蕩級的單脈沖能量圖突破了10nJ(Chong?A,Renninger?W?H,Wise?F.All-normal-dispersion?femtosecond?fiber?laser?with?pulse?energy?above?20nJ)，這種發(fā)展使人們對飛秒光纖振蕩器有了更多的期待。

雙包層稀土摻雜光纖(DCF)與普通的單包層增益光纖的最大區(qū)別是，能使用多模泵浦。近些年來，盡管工藝和技術不斷提高，單管單模976PUMP的最大輸出功率還僅僅在1W左右，而且價格昂貴。相比來說，近些年發(fā)展迅速的多模976PUMP，單管能夠輕松輸出幾十W甚至上百W，而且10W的多模PUMP相比于1W的單模PUMP，其價格僅為后者的十分之一，近些年不斷崛起的雙包層增益光纖放大技術正是依托多模LD的強大輸出功率和低廉價格優(yōu)勢。雙包層光纖有兩個包層，內包層比較小，一般只有5～10um或者大模場10～40um，內包層用來限制信號光的傳輸以及增益。而外包層通常直徑在125um～400um之間，而且具有高達0.46的數(shù)值孔徑用來限制泵浦光在內部傳輸。這樣巧妙的結構設計，使得光纖容納了更多的泵浦光同時，又保證了信號光的單模傳輸和放大，這種技術和大模場技術相結合，被廣泛應用在通信和激光器的放大器中，但是在種子源中使用的卻寥寥，原因在于種子源中的鎖模器件耐受功率的限制以及鎖模機制的限制。2012年麻省理工學院的Yue?Zhou等人在“Nonlinear-polarization-evolution?mode-locking?in?a?hybrid?cavity:a?route?toward?low?repetition-rate?fiber?lasers”中提到，他們用NPR鎖模技術采用單模泵浦并加上濾波器效應在振蕩器中得到119mW的鎖模輸出功率，單脈沖能量最大為10nJ，而我們常見的鎖模激光器一般最多只有一百到兩百毫瓦左右的直接輸出，并且單脈沖能量在nJ量級。這種量級的輸出功率不經(jīng)過放大一般很難使用，這使得這類型的種子源不能直接應用于類似于薄膜刻劃等中小功率的超快激光應用領域。

因此，有必要解決以上問題。

[實用新型內容]

本實用新型克服了上述技術的不足，提供了一種帶寬和中心波長可調節(jié)的激光器裝置，其調節(jié)靈活，適用范圍廣。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了下列技術方案：