[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

本發明公開一種光纖激光器及高能量飛秒脈沖生成方法。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，第一透鏡，光譜展寬器以及第二壓縮器，第一壓縮器輸出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，第一透鏡用于聚焦第一激光脈沖，從而產生激光成絲現象；光譜展寬器，被配置為維持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；第二壓縮器，用于將第二激光脈沖的脈沖寬度壓縮預設倍數，從而輸出脈沖寬度遠小于第一脈沖寬度的第三激光脈沖。本發明解決了現有技術中光纖激光器的脈沖寬度難以壓縮的技術問題。

技術領域

本發明涉及激光器領域，具體而言，涉及一種光纖激光器及高能量飛秒脈沖生成方法。

背景技術

飛秒激光因其超短的時間尺度和極高的峰值功率在光通信、超分辨成像及光譜學、生物醫學和精密加工等眾多領域受到關注，因此超快激光技術也成為各國研究的熱門，在很大程度上代表著當今激光技術的發展方向。飛秒光纖激光器的出現無疑是激光領域的一場技術革新，光纖特殊的幾何結構和光學特性使光纖激光器避免了傳統固體激光器中散熱困難的問題，輸出光束質量優良，同時抗環境擾動能力強，可保證長期穩定工作，無需校正光路準直，不用專人調試，具有成本低、穩定性佳、結構緊湊可集成等卓越優勢。摻雜光纖的發明更是極大的促進了高能量、高功率光纖激光器的發展，根據實際應用中所需的工作波長選擇相應的摻雜元素，具有極大的應用范圍和前景。同時大模場光纖、色散補償光纖等特種光纖的研制使得光纖激光器領域的研究在國際上得到開展和應用。

為了獲得高能量飛秒脈沖，常采用啁啾脈沖放大(CPA)的方式對飛秒脈沖進行能量提升，通過對脈沖進行時域拉伸，使用增益光纖進行放大后采用脈沖壓縮裝置對脈沖進行脈寬壓縮，最終得到高能量飛秒脈沖。CPA放大過程中，由于摻鐿光纖增益帶寬較窄，隨著脈沖能量的提升，脈沖光譜寬度會窄化，光譜寬度被鉗制在10nm左右，根據時間帶寬積進行計算，放大后的脈沖寬度極限為200fs，考慮壓縮裝置與傳輸光纖間存在的三階色散，最終壓縮的脈沖寬度很難壓縮到200fs，更勿論壓縮到亞百飛秒。綜上所述，現有技術中光纖激光器的脈沖寬度難以進一步壓縮。

針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明實施例提供了一種光纖激光器及高能量飛秒脈沖生成方法，以至少解決[關鍵詞]的技術問題。

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種光纖激光器，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，被配置為對高能量激光脈沖的脈沖寬度進行壓縮，輸出第一激光脈沖，第一激光脈沖具有第一脈沖寬度。

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，第一透鏡連接第一壓縮器，其中：第一壓縮器被配置以使第一激光脈沖的脈沖峰值功率大于預設閾值；第一透鏡用于聚焦第一激光脈沖，從而使第一激光脈沖在穿過第一透鏡后呈現激光成絲現象；光譜展寬器，被配置為維持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；第二壓縮器，用于將第二激光脈沖的脈沖寬度壓縮預設倍數，從而輸出脈沖寬度遠小于第一脈沖寬度的第三激光脈沖。