[實用新型]一種頻率根據掃描路徑可調的飛秒光纖激光器

有效

• 申請號: 202021066544.5
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN212571667U
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 周輝
• 申請（專利權）人: 季華實驗室
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/067;H01S3/08;H01S3/10;H01S3/11
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

1.一種頻率根據掃描路徑可調的飛秒光纖激光器，其特征在于，包括：自鎖模光纖振蕩器、第一布拉格光柵、放大單元、第二布拉格光柵、激光振鏡掃描單元、控制單元和數據分析處理單元，所述第一布拉格光柵和所述第二布拉格光柵形成諧振器；其中：

所述自鎖模光纖振蕩器輸出的飛秒種子脈沖激光束通過光纖傳輸線路進入所述第一布拉格光柵，所述飛秒種子脈沖激光束在所述諧振器中形成第二飛秒脈沖激光束，所述諧振器并展寬所述第二飛秒脈沖激光束的持續時間并輸出至所述放大單元，所述放大單元接收所述第二飛秒脈沖激光束并進行幅度放大形成第三飛秒脈沖激光束，所述第三飛秒脈沖激光束返回至所述第一布拉格光柵，并經所述第一布拉格光柵壓縮持續時間并輸出；

經壓縮后的所述第三飛秒脈沖激光束通過光纖傳輸線路由所述的激光振鏡掃描單元聚焦在靶區域中，所述激光振鏡掃描單元以可變掃描路徑實時三維掃描靶區域信息并傳輸至所述數據分析處理單元進行掃描路徑的分析處理，所述控制單元實時掃描路徑信息調整所述自鎖模光纖振蕩器的頻率，產生并輸出頻率飛秒脈沖激光束。

2.如權利要求1所述的一種頻率根據掃描路徑可調的飛秒光纖激光器，其特征在于，所述放大單元包括通過有源光纖依次熔融拼接的偏振隔離器、偏振器、側面泵浦放大器和色散補償器，所述偏振隔離器用于接收所述第一布拉格光柵展寬的飛秒種子脈沖激光束，所述偏振器接受展寬后的飛秒種子脈沖激光束并將展寬后的飛秒種子脈沖激光束定向為朝向所述側面泵浦放大器，所述側面泵浦放大器放大增益展寬的飛秒種子脈沖激光束并將該飛秒種子脈沖激光束輸出至所述色散補償器，所述色散補償器用于降低放大后的展寬的飛秒種子脈沖激光束的色散，所述偏振隔離器還用于接收來自所述側面泵浦放大器放大后的飛秒種子脈沖激光束并向所述第一布拉格光柵輸出。

3.如權利要求2所述的一種頻率根據掃描路徑可調的飛秒光纖激光器，其特征在于，所述有源光纖內均摻有增益離子。

4.如權利要求3所述的一種頻率根據掃描路徑可調的飛秒光纖激光器，其特征在于，所述增益離子為釹、鐿、鉺、銩、鈥、鏑或鐠中的一種。

5.如權利要求4所述的一種頻率根據掃描路徑可調的飛秒光纖激光器，其特征在于，所述有源光纖纖芯直徑為6.2μm，模場直徑為8.8μm-9.2μm。

6.如權利要求1所述的一種頻率根據掃描路徑可調的飛秒光纖激光器，其特征在于，所述第一布拉格光柵的反射率等于或高于所述第二布拉格光柵。

7.如權利要求1所述的一種頻率根據掃描路徑可調的飛秒光纖激光器，其特征在于，所述光纖傳輸線路為單模場光子晶體光纖，長度為10～20cm，模場直徑為4.8μm。

8.如權利要求1所述的一種頻率根據掃描路徑可調的飛秒光纖激光器，其特征在于，飛秒種子脈沖激光束的波長為1030nm±5nm，脈沖寬度小于500fs，脈沖頻率120kHz，脈沖能量10-40μJ，光束直徑3±1μm，光束質量M21.2，脈沖能量穩定性2％RMS，平均功率為2.5W，峰值功率為40MW。

9.如權利要求1所述的一種頻率根據掃描路徑可調的飛秒光纖激光器，其特征在于，所述激光振鏡掃描單元沿著最小加速路徑掃描靶區域。

10.如權利要求9所述的一種頻率根據掃描路徑可調的飛秒光纖激光器，其特征在于，所述激光振鏡掃描單元沿著之字路徑對靶區域進行掃描，當靠近路徑折回部分時所述控制單元調整所述自鎖模光纖振蕩器的激光頻率；或所述激光振鏡掃描單元對靶區域進行XYZ三維方向掃描，當靠近路徑折回部分時所述控制單元調整所述自鎖模光纖振蕩器的激光頻率；或所述激光振鏡掃描單元對靶區域進行螺旋形掃描，當掃描靠近螺旋形中心部分時所述控制單元調整所述自鎖模光纖振蕩器的激光頻率；或所述激光振鏡掃描單元對靶區域進行直線掃描，當靠近直線端點或者折回部分時所述控制單元調整所述自鎖模光纖振蕩器的激光頻率。