[發明專利]一種激光脈沖時域展寬器及激光裝置

在審

• 申請號: 202010325425.5
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN113555764A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 謝曉華;吳朝輝;李云亭;吳光輝;陳樂;岳超瑜
• 申請（專利權）人: 深圳市歐凌鐳射科技有限公司
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/108;H01S3/067
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 劉艷

本發明提供了一種激光脈沖時域展寬器，包括第一準直器、與第一準直器空間耦合對接的第二準直器、設于第一準直器和第二準直器之間的相位延遲器、一端與第二準直器連接且用于光束的脈沖展寬的時域展寬光纖以及與時域展寬光纖的遠離第二準直器的一端連接且用于反射光束的法拉第旋轉鏡，相位延遲器用于使光束的相位延遲四分之一波長。與現有技術相比，一方面，本發明的激光脈沖時域展寬器可以在保持偏振態不變的情況下對光束進行時域展寬；另一方面，采用本發明的激光脈沖時域展寬器對光束進行時域展寬時，光束需要經過時域展寬光纖兩次，因此在達到相同的時域展寬效果的前提下，本發明的時域展寬光纖更短，故可以有效降低成本。

技術領域

本發明屬于激光技術領域，更具體地說，是涉及一種激光脈沖時域展寬器及激光裝置。

背景技術

從上世紀80年代起，啁啾脈沖放大(chirped pulse amplification，CPA)技術逐漸成為光纖激光器獲得高功率大脈沖能量輸出的重要手段。CPA技術原理是利用色散技術(不同的波長速度不同)，先把激光脈沖在時域展寬，然后通過多級脈沖放大器放大，最后再把光脈沖在時域壓縮，這樣既能避免了超短脈沖在放大過程中的光學損傷，又能更有效地獲取增益。由此可見，CPA技術的應用中，對激光脈沖在時域展寬成為關鍵步驟。傳統上利用啁啾光纖光柵或者一定長度的保偏光纖可以實現對激光脈沖在時域展寬，并且能夠實現全光纖化，使得結構緊湊性能穩定。

但是啁啾光纖光柵展寬器由于其工作機理導致光能量損耗大，而且提供的展寬量正比于光柵長度，光柵長度越長，成本則越高。啁啾光柵一旦刻寫完成，色散量隨之固定，雖然可以通過改變溫度或者應力調節色散量，但色散量調節范圍有限。利用普通保偏光纖(如Nufern-PM980-XP)對脈沖進行展寬，能量損耗小，色散量由光纖長度決定，調節靈活性強。由于光纖本身的色散系數小，所需長度從幾十米到幾千米，導致成本昂貴。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種激光脈沖時域展寬器，以解決現有技術中的啁啾光纖光柵展寬器的成本昂貴的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：提供一種激光脈沖時域展寬器，包括：

相位延遲組件，包括第一準直器、與所述第一準直器空間耦合對接的第二準直器以及設于所述第一準直器和所述第二準直器之間的相位延遲器，所述相位延遲器用于使光束的相位延遲四分之一波長；

時域展寬光纖，一端與所述第二準直器連接且用于光束的脈沖展寬；以及

法拉第旋轉鏡，與所述時域展寬光纖的遠離所述第二準直器的一端連接且用于反射光束；

激光脈沖時域展寬器工作時，入射光束依次經過所述第一準直器、所述相位延遲器以及所述第二準直器后到達所述時域展寬光纖并進行第一次時域展寬，得到第一光束；所述第一光束經所述法拉第旋轉鏡反射后到達所述時域展寬光纖并進行第二次時域展寬，得到第二光束；所述第二光束依次經過所述第二準直器、所述相位延遲器以及所述第一準直器后射出，得到第三光束。

可選地，所述激光脈沖時域展寬器中設有一組所述相位延遲組件，所述激光脈沖時域展寬器還包括環行器，所述環行器具有用于供所述入射光束進入的第一端口、與所述第一準直器的遠離所述相位延遲器的一端連接的第二端口以及用于供所述第三光束射出的第三端口。

可選地，所述激光脈沖時域展寬器中設有兩組所述相位延遲組件，所述激光脈沖時域展寬器還包括環行器，所述環行器具有第一端口、第二端口以及第三端口，所述第一端口與其中一組所述相位延遲組件的所述第二準直器的遠離對應的所述相位延遲器的一端連接，所述第二端口與所述時域展寬光纖的遠離所述法拉第旋轉鏡的一端連接，所述第三端口與另一組所述相位延遲組件的所述第二準直器的遠離對應的所述相位延遲器的一端連接。

可選地，所述相位延遲器的光軸與所述入射光束的偏振方向呈45°。

可選地，所述相位延遲器能沿垂直于所述相位延遲器的光軸的方向旋轉。