[發明專利]光纖激光器及高能量飛秒脈沖生成方法

有效

• 申請號: 202110289947.9
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113067243B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 張琦
• 申請（專利權）人: 蘇州曼德特光電技術有限公司
• 主分類號: H01S3/11
• 分類號: H01S3/11;H01S3/067
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種光纖激光器，包括沿著光路依次連接的激光振蕩腔，脈沖放大器，第一壓縮器，其中，激光振蕩腔，被配置為生成并輸出激光脈沖；脈沖放大器，被配置為對所述激光脈沖的能量進行放大，輸出高能量激光脈沖；第一壓縮器，被配置為對所述高能量激光脈沖的脈沖寬度進行壓縮，輸出第一激光脈沖，所述第一激光脈沖具有第一脈沖寬度，其特征在于，

所述光纖激光器還包括沿著光路依次連接的第一透鏡，光譜展寬器以及第二壓縮器，所述第一透鏡連接所述第一壓縮器，其中：

所述第一壓縮器被配置以使所述第一激光脈沖的脈沖峰值功率大于預設閾值；

所述第一透鏡用于聚焦所述第一激光脈沖，從而使第一激光脈沖在穿過所述第一透鏡后呈現激光成絲現象；

所述光譜展寬器，被配置為維持所述第一激光脈沖的激光成絲現象，并在激光成絲的傳輸過程中展寬所述第一激光脈沖的光譜寬度，輸出光譜寬度被展寬預設倍數的第二激光脈沖；

所述第二壓縮器，用于將所述第二激光脈沖的脈沖寬度壓縮所述預設倍數，從而輸出脈沖寬度遠小于所述第一脈沖寬度的第三激光脈沖。

2.根據權利要求1所述的光纖激光器，其特征在于，所述第一激光脈沖的脈沖寬度大于200飛秒，所述第三激光脈沖的脈沖寬度小于100飛秒。

3.根據權利要求1所述的光纖激光器，其特征在于，所述光譜展寬器包括至少一個非線性鏡片，第一激光脈沖在所述非線性鏡片中傳輸時產生非線性效應，從而使所述第一激光脈沖的光譜寬度被展寬。

4.根據權利要求3所述的光纖激光器，其特征在于，所述光譜展寬器包括多個排列的非線性鏡片，其中，第一激光脈沖的光譜寬度被寬展的預設倍數與非線性鏡片的個數正相關。

5.根據權利要求4所述的光纖激光器，其特征在于，多個非線性鏡片呈平行排列，或者多個非線性鏡片呈鋸齒狀排列。

6.根據權利要求3所述的光纖激光器，其特征在于，所述非線性鏡片包括摻鐿鏡片或摻釹鏡片，用于放大所述第一激光脈沖的能量，以維持所述第一激光脈沖的激光成絲現象。

7.根據權利要求1所述的光纖激光器，其特征在于，所述光纖激光器還包括色散控制器件，用于對所述光纖激光器中產生的色散進行補償；所述光纖激光器還包括泵浦光源以及耦合器，所述泵浦光源通過所述耦合器耦合入所述光譜展寬器。

8.根據權利要求1所述的光纖激光器，其特征在于，所述脈沖放大器包括：

脈沖展寬組件，被配置為將所述激光脈沖的脈沖寬度在時域進行延展，得到第一展寬脈沖；

脈沖放大組件，被配置為對所述第一展寬脈沖的能量進行放大，得到所述高能量激光脈沖。

9.一種光纖激光器，其特征在于，包括沿著光路依次連接的激光振蕩腔，脈沖放大器，第一壓縮器，第一透鏡，光譜展寬器，以及第二壓縮器，其中：

激光振蕩腔，被配置為生成并輸出激光脈沖；

脈沖放大器，被配置為對所述激光脈沖的能量進行放大，輸出高能量激光脈沖；

第一壓縮器，被配置為對所述高能量激光脈沖的脈沖寬度進行壓縮，輸出脈沖峰值功率大于預設閾值的第一激光脈沖，以確保所述第一激光脈沖可呈現激光成絲現象，其中，所述第一激光脈沖具有第一脈沖寬度和第一光譜寬度；

第一透鏡，用于聚焦所述第一激光脈沖，以使穿過所述第一透鏡的第一激光脈沖轉換為激光光絲，

光譜展寬器，被配置為維持所述激光光絲的能量，并通過非線性效應展寬所述激光光絲的光譜寬度，輸出具有第二脈沖寬度和第二光譜寬度的第二激光脈沖，其中，所述第二光譜寬度被展寬為所述第一光譜寬度的預設倍數；

第二壓縮器，被配置為對所述第二激光脈沖的脈沖寬度進行壓縮，輸出具有第三脈沖寬度和第三光譜寬度的第三激光脈沖，其中，所述第三脈沖寬度被壓縮為所述第二脈沖寬度的預設倍數。

10.一種高能量飛秒脈沖的生成方法，其特征在于，包括：

通過激光振蕩腔生成原始激光脈沖；

對所述原始激光脈沖的能量進行放大，得到高能量激光脈沖；

對所述高能量激光脈沖的脈沖寬度進行第一次壓縮，得到具有第一脈沖寬度且脈沖峰值功率大于預設閾值的第一激光脈沖；

對所述第一激光脈沖進行聚焦，產生激光成絲現象；

通過非線性組件對產生激光成絲的第一激光脈沖的光譜寬度進行展寬，得到光譜寬度被展寬預設倍數的第二激光脈沖；

對所述第二激光脈沖的脈沖寬度進行第二次壓縮，使其脈沖寬度被壓縮所述預設倍數，從而輸出脈沖寬度遠小于所述第一脈沖寬度的第三激光脈沖。