[發明專利]一種基于啁啾光纖光柵的鎖模光纖激光放大系統

在審

• 申請號: 201610213067.2
• 申請日: 2016-04-07
• 公開（公告）號: CN105633780A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 祝連慶;孟闊;駱飛;董明利;辛璟燾;劉鋒;婁小平
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: H01S3/098
• 分類號: H01S3/098;H01S3/067
• 代理公司: 北京律恒立業知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11416
• 代理人: 顧珊;龐立巖

技術領域

本發明涉及激光放大技術領域，特別涉及一種基于啁啾光纖光柵的 鎖模光纖激光放大系統

背景技術

通常，使用最廣泛的是摻雜稀土材料的激光介質包括摻雜Yb³⁺Nd³⁺、Er^3+、Ho³⁺、Tm3+等離子材料。最普遍的摻Yb³⁺離子光纖激光器在 970～978nm半導體激光泵浦下發出1.0-1.61μm的激光英國南安普頓大 學已經制備出1800W高功率激光器。此外南安普頓大學還對摻Er³⁺光纖 激光器進行了長時間研究制造出了激光波長位于通信窗口的Er³⁺光纖激 光器，其輸出功率達到150W。美國NPPhotonoics公司亞利桑那大學也 制造出性能優良的摻Er³⁺光纖激光器并且進行了實際應用。位于美國馬薩 諸塞州牛津市的IPG公司設計出準連續高脈沖能量YSL-600、 6000-QCM-AC型號的光纖激光器平均功率600W最高峰值功率6000W最 大脈沖持續時間10ms最大占空比10其轉換效率達到30可進行快速加 工、焊接、打孔等工藝操作。

光纖激光器具有體積小、重量輕、轉換效率高、輸出激光光束質量 好等優點，因此近年來得到迅猛發展。特別是鎖模光纖激光器由于能夠 超短脈沖激光，在探測診斷、生物醫藥、精密微加工和軍事等眾多領域 有著廣闊的前景，光纖激光鎖模技術近些年來發展迅速。但是，由于光 纖色散嚴重影響鎖模效果，當泵浦功率提高到一定程度，引發脈沖分裂。 所以為了得到高峰值功率的超快鎖模脈沖，鎖模光纖激光器需要后級的 放大整形裝置。

因此，需要一種能有效利用寬帶啁啾光纖光柵和色散補償光纖對低 能量鎖模脈沖激光放大的基于啁啾光纖光柵的鎖模光纖激光放大系統。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于啁啾光纖光柵的鎖模光纖激光放大 系統，所述的放大系統包括鎖模光纖激光器、波分復用器、泵浦源和增 益光纖，所述放大系統還包括第一啁啾光纖、第二啁啾光纖、第一環形 器、第二環形器和色散補償光纖；

所述鎖模激光器的輸出端與第一環形器連接，所述第一啁啾光纖短 周期的一端與所述第一環形器連接；

所述色散補償光纖輸出端與第二環形器連接，所述第二啁啾光纖長 周期的一端與所述第二環形器連接；

所述第一環形器輸出端依次連接波分復用器、增益光纖、色散補償 光纖輸入端；所述波分復用器與泵浦源的輸出端連接；

所述第一啁啾光纖與所述第二啁啾光纖相反設置，通過所述第一啁 啾光纖短周期的一端引入的激光長波分量時延長，短波分量時延短，通 過所述第二啁啾光纖光柵長周期的一端引入的激光短波分量時延長，長 波分量時延短，所述第一啁啾光纖與所述第二啁啾光纖引起的激光時延 相反。

在一個方面，所述的激光放大系統，所述的泵浦源包括激光器和尾 纖。

在一個方面，所述的激光放大系統，所述激光器的功率大于600mW， 所述激光器輸出的激光中心波長為975nm。

在一個方面，所述的激光放大系統，所述尾纖為單模光纖。

在一個方面，所述的激光放大系統，所述的鎖模激光器輸出的鎖模 激光波長為1μm-2μm。

在一個方面，所述的激光放大系統，所述的增益光纖為高濃度保偏 摻鉺光纖。

本發明提供的一種基于啁啾光纖的鎖模光纖激光放大系統，通過第 一啁啾光纖實現脈沖放大和色散補償光纖實現色散補償，后通過第二啁 啾光纖實現脈沖壓縮，最終實現了能量放大的目的，整個系統采用全光 纖結構，易于實現產業化。

應當理解，前述大體的描述和后續詳盡的描述均為示例性說明和解 釋，并不應當用作對本發明所要求保護內容的限制。

附圖說明

參考隨附的附圖，本發明更多的目的、功能和優點將通過本發明實 施方式的如下描述得以闡明，其中：

圖1示意性示出了本發明啁啾光纖光柵脈沖展寬的系統示意圖；

圖2示出了本發明啁啾光纖光柵脈沖放大示意圖；

圖3示出了本發明實施例中激光從啁啾光纖短周期的一端反射的工 作原理圖；

圖4示出了本發明啁啾光纖光柵脈沖壓縮示意圖；