[發(fā)明專利]一種光纖激光器脈沖串生成模塊及光纖激光器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010738452.5
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111740301A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃旭輝;楊寶成;張正;鄭醒明
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東瀚盈激光科技有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 楊小紅

本申請公開了一種光纖激光器脈沖串生成模塊及光纖激光器，其先通過脈沖選擇器將光纖激光器種子源發(fā)射的光脈沖信號的重復(fù)頻率至預(yù)設(shè)的重復(fù)頻率，隨后，通過脈沖串生成器將光脈沖信號進(jìn)行多級分裂從而生成具有多個子脈沖的脈沖串，從而使得單脈沖能量降低，從而降低光纖非線性效應(yīng)，提高光纖激光光束的傳輸性能。另外，特別對于種子源重復(fù)頻率較低，而需要的脈沖串內(nèi)的子脈沖數(shù)量不多的情況下，由于需要先降低重復(fù)頻率且采用子脈沖數(shù)量倍增的方式，使得脈沖串生成更加方便與有效。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及光纖激光器脈沖技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖激光器脈沖串生成模塊及其采用此模塊的光纖激光器。

背景技術(shù)

目前，一般的光纖型激光種子源的脈沖重復(fù)頻率在10至40MHz范圍，而較為有效的超短激光脈沖信號串的串內(nèi)頻率需達(dá)到1至10GHz以上的水平。而想要得到串內(nèi)頻率如此高的脈沖串，這也就需要用到脈沖串生成模塊把每個脈沖加以分裂或復(fù)制。

在現(xiàn)有技術(shù)中，脈沖串生成模塊通常是采用如圖1所示的脈沖串生成模塊，其基本方法是均勻地把種子源信號的重復(fù)頻率用脈沖分裂的原理逐步倍增上去，即如果種子源信號的重復(fù)頻率是100Hz，第一步是把重復(fù)頻率變?yōu)?00赫芝，然后再倍增到400赫芝，依次類推。等重復(fù)頻率倍增到要求的水平后，選用脈沖選擇器把需要的脈沖串選出來，再進(jìn)行放大。其雖然對較長的脈沖串，甚至跨越兩個種子源信號脈沖時，可以有較高的效率，但是它受到的限制是脈沖串的串內(nèi)頻率只能是種子源信號頻率的2N倍。但是，當(dāng)脈沖串內(nèi)包含的子脈沖數(shù)并不是很多(如幾十個以內(nèi))的情況下，這種方法使得降低單脈沖能量不夠靈活，而單脈沖能量越高，則會使得輸出的高能量脈沖會增加光纖非線性效應(yīng)，影響光纖激光光束的傳輸。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N光纖激光器脈沖串生成模塊及其光纖激光器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中降低光纖單脈沖能量不夠靈活的技術(shù)問題。

有鑒于此，本申請第一方面提供了一種光纖激光器脈沖串生成模塊，包括：依次設(shè)置的脈沖選擇器與脈沖串生成器；

所述脈沖選擇器用于接收光纖激光器種子源輸出的光脈沖信號，并通過調(diào)節(jié)所述脈沖選擇器的開關(guān)周期從而獲取并輸出預(yù)設(shè)的重復(fù)頻率的光脈沖信號；

所述脈沖串生成器包括m級2×2分束器(m＝1、2、3···M)與n級延時光纖(n＝1、2、3···N)，其中，第一級2×2分束器的一個輸入端與所述脈沖選擇器的輸出端連接，用于接收所述脈沖選擇器所輸出的光脈沖信號后進(jìn)行第一次分束，所述第一級2×2分束器的一個輸出端通過光纖與第二級2×2分束器的一個輸入端連接，所述第一級2×2分束器的另一個輸出端通過第一級延時光纖與所述第二級2×2分束器的另一個輸入端連接，所述第二級2×2分束器的一個輸出端通過光纖與第三級2×2分束器的一個輸入端連接，所述第二級2×2分束器的另一個輸出端通過第二級延時光纖與所述第三級2×2分束器的另一個輸入端連接，以此類推，直至最后一級2×2分束器的一個輸出端輸出光脈沖信號，其中，第n+1級延時光纖的長度為第n級延時光纖的2倍。

優(yōu)選地，所述最后一級2×2分束器的另一個輸出端連接有第一閑置光纖，所述第一閑置光纖連接有功率器，用于測量所述最后一級2×2分束器輸出的光脈沖信號的平均功率。

優(yōu)選地，所述第一級2×2分束器的另一個輸入端連接有第二閑置光纖。

優(yōu)選地，還包括第一前置放大器，所述第一前置放大器與所述脈沖選擇器的輸入端連接，所述第一前置放大器用于接收并放大光纖激光器種子源輸出的光脈沖信號。

優(yōu)選地，還包括第二前置放大器，所述第二前置放大器與所述最后一級2×2分束器的輸出端連接，所述第二前置放大器用于接收并放大所述光脈沖信號。

優(yōu)選地，所述第二前置放大器包括光纖循環(huán)器、增益光纖、光纖光柵與泵浦激光源；