[發明專利]一種高重復頻率飛秒光纖激光器

在審

• 申請號: 202111418091.7
• 申請日: 2021-11-25
• 公開（公告）號: CN114122890A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 杜迎生;張先明;劉進輝;丁建武
• 申請（專利權）人: 光惠（上海）激光科技有限公司
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/102;H01S3/11;H01S3/137;H01S3/139;H01S3/067
• 代理公司: 蘇州創智慧成知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32419
• 代理人: 周波琴

1.一種高重復頻率飛秒光纖激光器，包括泵浦源、增益光纖部分、偏振控制裝置、啁啾補償裝置、波分復用裝置，增益光纖部分的一端連接偏振控制裝置，偏振控制裝置連接啁啾補償裝置，啁啾補償裝置連接波分復用裝置，波分復用裝置連接增益光纖部分，波分復用裝置、增益光纖部分、偏振控制裝置和啁啾補償裝置共同形成了閉合的諧振腔，泵浦源通過波分復用裝置將泵浦光耦合入諧振腔。

2.根據權利要求1的高重復頻率飛秒光纖激光器，泵浦源由單模半導體激光器組、偏振（2+1）X1合束器、隔離器組成，所述的半導體激光器輸出是單模保偏激光，用于提供諧振腔粒子數的反轉形成受激輻射；（2+1）X1合束器將兩個半導體激光器發射的兩束激光耦合成一束功率更高的單模激光，隔離器與合束器的輸出端連接。

3.根據權利要求1的高重復頻率飛秒光纖激光器，增益光纖部分包括增益光纖、穩頻裝置和溫控反饋裝置，穩頻裝置利用壓電陶瓷PZT控制光纖的形變，使得激光器實現脈沖頻率的穩定；所述溫控反饋裝置實時檢測增益光纖的溫度，利用半導體制冷器TEC，使光纖的溫度控制在設定的溫度范圍內，所述的增益光纖采用高摻雜的單模摻鐿光纖。

4.根據權利要求1的高重復頻率飛秒光纖激光器，偏振控制裝置是由一個或多個偏振波片和波片連軸架組合而成，用于自由地改變腔內脈沖的偏振狀態；波片連軸架可將一種、兩種或多種波片安裝在一起，各自運轉且不相互影響，通過旋轉波片實現非線性偏振旋轉鎖模；多個波片時，偏振控制裝置總長度僅為各裸波片長度以及每相鄰兩塊波片的空間長度，兩個相鄰的偏振波片之間的間隔長度在0.2~0.5mm的范圍內，以降低自由光的長度。

5.根據權利要求1的高重復頻率飛秒光纖激光器，所述的啁啾補償裝置為一組透射式光柵對，所述的光柵對安裝在調節精度高于0.001°的光學調整架上，通過調整架改變光柵對的間距，在諧振腔中提供了色散補償，使激光運轉在孤子脈沖狀態下，實現穩定的飛秒脈沖輸出，所述的光柵對衍射效率大于80%。

6.根據權利要求1的高重復頻率飛秒光纖激光器，波分復用裝置將泵浦光導入到諧振腔中，通過增益光纖端面的涂覆層剝除，并重新涂敷，形成具有端面擴束處理結構，該結構呈錐型結構，可承受高峰值功率脈沖。

7.根據權利要求1的高重復頻率飛秒光纖激光器，使得啁啾補償裝置，偏振控制裝置，波分復用裝置基本上設置在一條直線上，而通過彎曲的光纖來形成閉合的諧振腔。

8.根據權利要求7的高重復頻率飛秒光纖激光器，在增益光纖的兩端分別包括一個具有內置微型反射結構的波分復用裝置。

9.根據權利要求1的高重復頻率飛秒光纖激光器，包括光纖結構和空間光結構以及泵浦源在內的整體激光器封裝在一整塊光學平板中，在光學平板上安裝兩個對應的調整裝置，分為波分復用裝置用第一調整裝置和啁啾補償裝置用第二調整裝置，將波分復用裝置安裝在第一調整裝置上，將啁啾補償裝置安裝在第二調整裝置上，通過調節兩個調整裝置，可實現諧振腔長度在20~70cm內調諧。

10.根據權利要求6的高重復頻率飛秒光纖激光器，調節光柵對的間距，實現在輸出中心波長附近10nm內可諧調，激光器基礎重復頻率大于300MHz，脈沖寬度小于100fs，輸出功率大于0.5W。