[實用新型]一種高功率超連續譜激光系統

有效

• 申請號: 201920082374.0
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN209389441U
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 張昊宇;董克攻;顏冬林;林宏奐;郭超;李成鈺;王瑜英;王波鵬;李峰云
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王術蘭

本實用新型公開的高功率超連續譜激光系統，包括：種子激光源、與種子激光源光纖連接的放大組件以及與放大組件光纖連接的光子晶體光纖組件。光子晶體光纖組件包括：依次連接的N個光子晶體光纖，N個光子晶體光纖中的第i個光子晶體光纖的纖芯和非線性系數均大于第i+1個光子晶體光纖的纖芯和非線性系數。種子激光經過放大組件進行功率放大后輸送至光子晶體光纖組件中，在光子晶體光纖組件的作用下，會發生各種非線性效應，使頻譜展寬至幾百納米甚至更寬，進而輸出超連續譜激光，通過采用光子晶體光纖組件中的光子晶體光纖的纖芯分段逐級遞減，且非線性系數分段逐級遞增的方式，來降低耦合的熱負載，便于熱管理，進而可以實現高功率超連續譜輸出。

技術領域

本實用新型屬于激光技術領域，具體涉及一種高功率超連續譜激光系統。

背景技術

激光脈沖在高非線性介質中傳輸時，會發生各種非線性效應，使頻譜展寬至幾百納米甚至更寬，這種極端的頻譜展寬現象稱為超連續譜的產生。超連續譜光源和其它光源相比，具有連續譜帶寬、穩定可靠、相干性好等諸多優點。超連續譜激光在生物醫學、光計量學、光通信、相干測量、光學顯示以及光譜分析等許多方面都有非常重要的應用價值。

相對于其它固體或液體非線性介質，高非線性光纖作為非線性介質，以其輕便穩定的物理特性，更適合于用在具有實用價值的超連續譜產生系統中。然而，作為泵浦的激光向非線性光纖的耦合是限制超連續譜平均功率的一個重要因素，因此，如何高效耦合光子晶體光纖與石英光纖成為了研究的對象。本申請發明人在研究本申請時發現：現有的大功率激光耦合裝置均采取拉錐的方式實現光子晶體光纖與石英光纖的熔接，由于拉錐這一工藝水平對耦合方式要求較高，使得耦合效率難以提高，且這種耦合方法還對環境要求苛刻，難以實現工程可靠性的要求。

實用新型內容

鑒于此，本實用新型實施例在于提供一種高功率超連續譜激光系統方法，以有效地改善上述問題。

本實用新型的實施例是這樣實現的：

第一方面，本實用新型實施例提供了一種高功率超連續譜激光系統，包括：種子激光源，用于產生種子激光；與所述種子激光源光纖連接的放大組件，所述放大組件用于對所述種子激光的功率進行放大；與所述放大組件光纖連接的光子晶體光纖組件，所述光子晶體光纖組件包括：依次連接的N個光子晶體光纖，所述N個光子晶體光纖中的第i個光子晶體光纖的纖芯大于第i+1個光子晶體光纖的纖芯，其中，所述第i個光子晶體光纖的非線性系數小于所述第i+1個光子晶體光纖的非線性系數，i依次取1到N－1，N為大于等于2的正整數。

本申請實施例中，種子激光源產生的種子激光經過放大組件進行功率放大后輸送至光子晶體光纖組件中，在光子晶體光纖組件的作用下，會發生各種非線性效應，使頻譜展寬至幾百納米甚至更寬，進而輸出超連續譜激光，通過采用光子晶體光纖組件中的光子晶體光纖的纖芯分段逐級遞減，且非線性系數分段逐級遞增的方式，來降低耦合的熱負載，便于熱管理，進而可以實現高功率超連續譜輸出。

結合第一方面實施例的一種可能的實施方式，所述N個光子晶體光纖中的相鄰光子晶體光纖之間的連接為熔接，與所述放大組件通過光纖連接的第一個光子晶體光纖的輸入端的連接也為熔接。

結合第一方面實施例的一種可能的實施方式，所述放大組件包括：與所述種子激光源光纖連接的包層直徑為第一閾值的預放大器；與所述預放大器通過光纖連接的第一模場匹配器；與所述第一模場匹配器光纖連接的包層直徑為第二閾值的主放大器；以及與所述主放大器光纖連接的第二模場匹配器，所述第二模場匹配器還通過光纖與所述光子晶體光纖組件連接，其中，所述第二閾值大于所述第一閾值，所述光子晶體光纖組件中的光子晶體光纖的包層直徑為所述第一閾值。