[發(fā)明專利]1000-1100nm波長可調(diào)諧飛秒激光系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910581676.7
• 申請日: 2019-06-30
• 公開（公告）號: CN110445000A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉博文;王紅蕊;宋寰宇;畢根毓;宋有建;胡明列
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/10;H01S3/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 曹玉平

1.一種1000-1100nm波長可調(diào)諧飛秒激光系統(tǒng)，其特征在于，是使用1.5μm波段飛秒激光源泵浦一段光子晶體光纖令該1.5μm的飛秒激光源產(chǎn)生孤子頻移，同時在1-1.1μm處獲得色散波輸出，后用光柵濾波器截取該色散波的1-1.1μm波段進(jìn)行自相似放大以及脈沖壓縮，得到<100fs的近變換極限脈沖輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述1000-1100nm波長可調(diào)諧飛秒激光系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括第一單元、第二單元、第三單元、第四單元、第五單元和第六單元，所述第一單元用于獲得光譜平滑的色散波，所述第二單元為光柵濾波器，所述第三單元為激光源功率放大器，所述第四單元為脈沖整形裝置(10)，所述第五單元為自相似放大器，所述第六單元為脈沖壓縮裝置；

所述第一單元包括激光源(1)和第一準(zhǔn)直器(3)，所述激光源(1)和所述第一準(zhǔn)直器(3)之間連接有光子晶體光纖(2)；

所述光柵濾波器由一塊反射光柵(4)和一個光纖耦合器(5)構(gòu)成，所述第一單元所輸出的光譜平坦的色散波通過所述光柵濾波器獲得光譜在1-1.1μm范圍的飛秒激光脈沖源，通過改變所述光纖耦合器(5)的位置以獲得不同中心波長的光以及改變其光譜寬度；

所述激光源功率放大器包括泵浦源(6)、波分復(fù)用器(7)、增益光纖(8)和第二準(zhǔn)直器(9)；所述光柵濾波器輸出的飛秒激光脈沖源與所述泵浦源(6)泵浦光經(jīng)所述波分復(fù)用器(7)后進(jìn)入所述增益光纖(8)中，經(jīng)所述增益光纖(8)放大后的脈沖通過第二準(zhǔn)直器(9)輸出，并進(jìn)入所述脈沖整形裝置(10)，實(shí)現(xiàn)對脈沖預(yù)啁啾的調(diào)整、脈沖能量的調(diào)節(jié)以及脈沖整形；而后，經(jīng)過脈沖整形裝置(10)的脈沖經(jīng)過所述自相似放大器進(jìn)行自相似放大；

所述自相似放大器包括依次布置在所述脈沖整形裝置(10)輸出端的第一凸透鏡(11)、摻Y(jié)b³⁺的保偏雙包層光纖(12)、第二凸透鏡(13)，第一雙色鏡(14)、第三凸透鏡(15)和二極管激光器(16)；所述第一凸透鏡(11)、摻Y(jié)b³⁺的保偏雙包層光纖(12)和第二凸透鏡(13)按照與所述脈沖整形裝置(10)的輸出端為同一水平線布置；在所述第一雙色鏡(14)的反射方向放置第二雙色鏡(17)，以調(diào)整脈沖方向；

在所述第二雙色鏡(17)的脈沖輸出方向上放置所述脈沖壓縮裝置，所述脈沖壓縮裝置包括第一平面反射鏡(18)和第二平面反射鏡(21)，所述第一平面反射鏡(18)和第二平面反射鏡(21)之間布置有由兩個平行的光柵構(gòu)成的一對光柵對；所述第一平面反射鏡(18)的位置放置在使得第二雙色鏡(17)出射的光不經(jīng)過該第一平面反射鏡(18)，而自第二平面反射鏡(21)返回的光能打在該第一平面反射鏡(18)上被反射輸出，第二平面反射鏡(21)與入射光線垂直。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述1000-1100nm波長可調(diào)諧飛秒激光系統(tǒng)，其特征在于，所述自相似放大器中，由二極管激光器(16)反向泵浦，泵浦源發(fā)出發(fā)散泵浦光，經(jīng)第三凸透鏡(15)準(zhǔn)直整形，均勻的將光束打在前置的第一雙色鏡(14)上，通過光路進(jìn)入所述摻Y(jié)b³⁺的保偏雙包層光纖(12)進(jìn)行增益；經(jīng)過自相似放大后的脈沖依次經(jīng)過第二凸透鏡(13)和由所述第一雙色鏡(14)及第二雙色鏡(17)構(gòu)成的一對雙色鏡輸出。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述1000-1100nm波長可調(diào)諧飛秒激光系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖整形裝置(10)包括的器件有半波片(101)、偏振分光棱鏡(102)、第一反射鏡(103)、第二反射鏡(107)、一個角鏡(106)和由第一反射光柵(104)和第二反射光柵(105)構(gòu)成的一對反射光柵對；其中，所述半波片(101)和所述偏振分光棱鏡(102)用于調(diào)整光脈沖的能量，所述一對反射光柵對用于調(diào)整光脈沖的預(yù)啁啾；

上述所有器件的位置關(guān)系如下：

所述半波片(101)后依次水平地布置有所述偏振分光棱鏡(102)和第一反射光柵(104)；調(diào)整所述第一反射光柵(104)合適的反射角度，在所述第一反射光柵(104)相應(yīng)的光出射位置布置第二反射光柵(105)，調(diào)整第二反射光柵(105)的角度使得其輸出光為水平輸出，沿所述第二反射光柵(105)的出光方向放置所述角鏡(106)，使得所述角鏡(106)出射的光爬高后再依次經(jīng)過所述第二反射光柵(105)和第一反射光柵對(104)，在所述第一反射光柵(104)的出射光方向放置第一反光鏡(103)，調(diào)整第一反光鏡(103)的反射方向，在所述第一反光鏡(103)的反射光方向放置第二反射鏡(107)，最終使得第二反射鏡(107)反射輸出的光與入射光平行。