[發明專利]脈沖壓縮器及飛秒脈沖激光器

在審

• 申請號: 201810487906.9
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108681095A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 江聰;桂良為;陳晨;劉振林
• 申請（專利權）人: 武漢華日精密激光股份有限公司
• 主分類號: G02B27/44
• 分類號: G02B27/44;H01S3/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 胡建文

本發明涉及一種脈沖壓縮器及采用該脈沖壓縮器的飛秒脈沖激光器，該脈沖壓縮器包括衍射光柵、導光單元和平面反射鏡組，入射光經導光單元反射至衍射光柵后被展寬為線形光，在平面反射鏡組與衍射光柵的配合下，線形光經過多次光柵衍射后收縮為點光，并輸出至導光單元形成出射光。采用反射式單衍射光柵與平面反射鏡組配合，可以使脈沖展寬器中引入的色散可以被補償，調整平面反射鏡組與衍射光柵之間的距離可以調整補償色散的大小，使輸出脈沖的脈寬被壓縮至最短，實現低重頻、高能量、高峰值功率的飛秒脈沖激光輸出，可有效降低飛秒脈沖激光器的調節難度，簡化飛秒脈沖激光器的結構，縮小飛秒脈沖激光器的體積。

技術領域

本發明屬于激光器技術領域，尤其涉及飛秒激光器，具體涉及一種脈沖壓縮器及采用該脈沖壓縮器的飛秒脈沖激光器。

背景技術

高脈沖能量、高峰值功率的飛秒脈沖光纖激光器在工業精密加工等領域都有非常重要的應用。采用啁啾脈沖放大實現的飛秒光纖激光器擁有更小的體積，更易于系統調節，但是采用常規方法實現的啁啾脈沖放大系統仍存在一些弊端，如包括以下問題：

(1)常規的激光器中脈沖展寬器是利用一對光柵來實現的，兩光柵之間存在相差，需要進行相位修正，調節難度大而且增加系統的復雜程度；

(2)常規的激光器中功率主放大級采用的增益光纖為大模場雙包層光纖，泵浦光吸收效率偏低，由于光纖結構的限制使其難以在實現高功率激光輸出的同時保證輸出激光的模式分布，導致在較高功率條件下輸出激光的光束質量較差，影響實際使用效果；

(3)常規的激光器中的脈沖壓縮器是利用一對光柵來實現的，要想實現較好的壓縮效果，必須保證光柵之間保持極高的平行度，調節難度大而且增加系統的復雜程度，不利于系統的長期穩定性。

發明內容

本發明實施例涉及一種脈沖壓縮器及采用該脈沖壓縮器的飛秒脈沖激光器，至少可解決現有技術的部分缺陷。

本發明實施例涉及一種脈沖壓縮器，包括衍射光柵、導光單元和平面反射鏡組，入射光經所述導光單元反射至所述衍射光柵后被展寬為線形光，在所述平面反射鏡組與所述衍射光柵的配合下，所述線形光經過多次光柵衍射后收縮為點光，并輸出至所述導光單元形成出射光。

作為實施例之一，所述平面反射鏡組包括第一折疊鏡和第二折疊鏡；

所述線形光被反射至所述第一折疊鏡，經所述第一折疊鏡反射后光路折返至所述衍射光柵進行二次衍射，

二次衍射光被反射至所述第二折疊鏡，經所述第二折疊鏡反射后光路折返至所述衍射光柵進行三次衍射，

三次衍射光被反射至所述第一折疊鏡，經所述第一折疊鏡反射后光路折返至所述衍射光柵進行四次衍射，

四次衍射光被反射至所述導光單元形成所述出射光，且與所述入射光傳輸方向相逆。

作為實施例之一，所述導光單元為導光反射鏡，用于入射光的導入和出射光的導出。

本發明實施例涉及一種飛秒脈沖激光器，包括通過激光光路依次連接的飛秒種子源、脈沖展寬器、脈沖功率放大機構及脈沖壓縮器，所述脈沖壓縮器采用如上所述的脈沖壓縮器。

作為實施例之一，所述脈沖展寬器包括保偏光纖。

作為實施例之一，所述脈沖功率放大機構包括功率主放大器，所述功率主放大器包括第一泵浦模塊和第一增益光纖，所述第一增益光纖為保偏光子晶體光纖。

作為實施例之一，所述脈沖功率放大機構還包括頻率調制器和至少一級脈沖預放大器，所述頻率調制器布置于其中相鄰的兩級脈沖預放大器之間或布置于末級脈沖預放大器與所述功率主放大器之間。

作為實施例之一，各所述脈沖預放大器均包括第二泵浦模塊和第二增益光纖，各所述第二增益光纖均為保偏光纖。