[發明專利]一種多波長飛秒拉曼光纖激光器

在審

• 申請號: 201810372753.3
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108666858A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 袁帥;徐暉;周峰全;王莉榮;聶源;曾和平
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/00;H01S3/11
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;徐穎

本發明涉及一種多波長飛秒拉曼光纖激光器，使用的自相似脈沖放大方法主動利用了光纖中的非線性效應，通過調節脈寬控制部中脈沖的峰值功率，使主放大部激光具有更高的峰值功率，從而引發高階拉曼效應，展寬脈沖光譜，并同時可以得到多階斯托克斯及反斯托克斯輻射，實現多波長輸出。最終產生了中心波長為1030nm，光譜范圍為860?1330nm多波長的飛秒激光。由于在高功率放大工程中，各個斯托克斯及反斯托克斯輻射均有較高強度。因此，所得到的各個波長的激光也具有超高峰值功率，較寬的光譜寬度，以及飛秒量級的時間寬度。而這些也是其他多波長激光器所不具備的優點。

技術領域

本發明涉及一種激光器，特別涉及一種多波長飛秒拉曼光纖激光器。

背景技術

當今光纖激光器因為其對于光纖器件兼容性好、光束質量好、成本較低等特點，在激光器的發展中凸顯出尤為重要的地位。而多波長光纖激光器作為一種可以輸出多波長激光的光源，在光纖傳輸、光學檢測，以及光纖通信系統等方面均有著廣泛的應用前景。超快光纖激光器如飛秒光纖激光器則具有單脈沖能量高，熱影響區域小等更多優勢。因此更多的應用在微納加工、醫療手術器件、超分辨率成像、中遠紅外遙感等各領域。目前，國內能夠實現多波長輸出的高能量超快光纖激光器報道很少，因此多波長飛秒激光器的開發也顯得更為重要。

目前多波長光纖激光器的結構多種多樣，實現多波長輸出的方法也多有不同。現有的方法有使用目前一般采用相位調制器或頻移器實現多波長輸出。線型腔結構進行級聯，通過保偏取樣光纖光柵和多個寬帶光纖光柵以及多段有源光纖交叉連接實現了單纖多波長激光輸出。又或者采用特殊的多芯有源光纖設計，來實現并聯方式或者錐形光纖等方式來實現多波長輸出。現有手段都有各自的局限性。由相位調制器或頻移器實現的多波長輸出，無法實現飛秒量級短脈沖輸出。現有方法對于各種光纖光柵的排布以及特殊原件設計本身成本較高，且可能會導致能量利用率低下，輸出激光功率不高等問題。

發明內容

本發明是針對光纖飛秒激光器無法在多個波長分別實現超短脈沖輸出的問題，提出了一種多波長飛秒拉曼光纖激光器，實現高功率多波長的飛秒激光輸出。

本發明的技術方案為：一種多波長飛秒拉曼光纖激光器，信號依次傳遞的激光振蕩部、預放大部、脈寬控制部以及主放大部及壓縮部，種子光由激光振蕩部發出，導入預放大部中，預放大部為多級級聯放大，實現多級放大后輸出進入脈寬控制部進行脈寬壓縮后，輸出到主放大部及壓縮部中的主放大部光子晶體光纖中產生自相位調制效應，得到多波長的高功率激光再進入主放大部及壓縮部中的壓縮部壓縮成飛秒量級的激光，最終輸出多波長飛秒激光。

所述多級級聯放大由多級相同的放大部串聯而成，每一級級聯放大部包括依次連接的隔離器、光波分復用器、摻雜光纖以及給光波分復用器提供泵浦光的泵浦裝置。

所述多級級聯放大部還包括增加聲光調制器，以調制輸出光的重復頻率。

所述脈寬控制部包括第一透鏡，第一反射鏡，第二反射鏡，第一二分之一波片，脈寬控制部光隔離器，第二二分之一波片，第三反射鏡，衍射光柵對，第四反射鏡以及第五反射鏡；

激光通過第一透鏡聚焦后，依次通過第一反射鏡和第二反射鏡反射再經過第一二分之一波片后經過脈寬控制部光隔離器隔離后，經過第二二分之一波片，繞過第三反射鏡，由衍射光柵對對脈寬進行壓縮，經衍射光柵對壓縮過后的激光由第三反射鏡、第四反射鏡反射返回衍射光柵對使激光得到兩次壓縮，壓縮后的激光由第五反射鏡反射后進入主放大及壓縮部中。

所述主放大及壓縮部包括第二透鏡，光子晶體光纖，第一二向色鏡，泵浦源，第三透鏡，第六反射鏡，第三二分之一波片，第七反射鏡，透射光柵對，第八反射鏡以及第九反射鏡；