[發(fā)明專利]高功率、高信噪比920nm飛秒光參量激光器

在審

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• 申請日: 2022-06-16
• 公開（公告）號: CN115084984A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂志國;丘金濤;王珊
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古大學(xué)
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/08;H01S3/108
• 代理公司: 北京箐昱專利代理事務(wù)所(普通合伙) 16105
• 代理人: 程建秀

1.高功率、高信噪比920nm飛秒光參量激光器，其特征在于，包括：1560nm鎖模種子源(1)、1560nm功率放大器一(2)、非線性光纖一(3)、1560nm功率放大器二(4)、非線性光纖二(5)、光纖延時器(6)、色散補(bǔ)償光纖(7)、1μm濾波片(8)、1μm功率放大器(9)、光柵對(10)、反射鏡(11)、透鏡(12)、波分復(fù)用器(13)和非線性光子晶體光纖(14)，所述1560nm鎖模種子源(1)、1560nm功率放大器一(2)、非線性光纖一(3)、1560nm功率放大器二(4)、非線性光纖二(5)、光纖延時器(6)、色散補(bǔ)償光纖(7)、1μm濾波片(8)、1μm功率放大器(9)、波分復(fù)用器(13)和非線性光子晶體光纖(14)之間均采用全光纖熔融拼接結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率、高信噪比920nm飛秒光參量激光器，其特征在于：所述1560nm鎖模種子源(1)是基于摻鉺離子增益光纖的色散控制型超短脈沖激光器；所述1560nm功率放大器一(2)和1560nm功率放大器二(4)均為激光二極管泵浦的摻鉺光纖放大器；所述非線性光纖一(3)和非線性光纖二(5)均為高非線性光纖；所述1μm功率放大器(9)是激光二極管泵浦的摻鐿光纖增益放大級；所述非線性光子晶體光纖(14)的模場直徑為4.5μm，零色散波長位置靠近1053nm；所述光纖延時器(6)的調(diào)節(jié)精度為1μm；所述色散補(bǔ)償光纖(7)的群延遲系數(shù)為D～-104ps/nm/km；所述光柵對(10)由光柵一和光柵二組成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的高功率、高信噪比920nm飛秒光參量激光器的工作方法，其特征在于：包括以下具體步驟：

S1、1560nm鎖模種子源(1)的輸出功率按照1:1分束，分束后分別注入1560nm功率放大器一(2)和1560nm功率放大器二(4)中進(jìn)行功率和能量放大，并且二者將1560nm鎖模種子源(1)按照1:1分束后的激光脈沖平均功率分別放大到〉100mW，且對應(yīng)脈沖寬度〈500fs；

S2、非線性光纖一(3)和非線性光纖二(5)將1560nm功率放大器一(2)和1560nm功率放大器二(4)分別放大的平均功率〉100mW，脈沖寬度〈500fs的1560nm飛秒激光入射光譜進(jìn)行顯著的光譜展寬，并分別覆蓋1.3μm波段與1μm波段，且在1.3μm與1μm處具有最強(qiáng)的光譜輻射峰；

S3、1μm濾波片(8)將非線性光纖二(5)中產(chǎn)生的1μm波段光譜成分進(jìn)行有效光譜濾波，其中心波長為1053nm，濾波帶寬〉4nm；

S4、1μm功率放大器(9)將1μm濾波片(8)過濾后準(zhǔn)備作為920nm激光產(chǎn)生所需的參量四波混頻泵浦激光進(jìn)行功率和能量放大；即將1μm濾波片(8)過濾后的中心波長為1053nm，帶寬〉4nm的激光進(jìn)行功率放大，實(shí)現(xiàn)〉5W的放大激光輸出；

S5、光柵對(10)將1μm功率放大器(9)放大的1053nm高功率激光提供預(yù)啁啾量調(diào)節(jié)，具體可以通過調(diào)節(jié)光柵一和光柵二的間距來實(shí)現(xiàn)1053nm激光的啁啾量及脈寬等參數(shù)控制，其中光柵一和光柵二刻線密度均〉600lines/mm；

S6、透鏡(12)將光柵對(10)提供預(yù)啁啾量控制的1053nm激光耦合進(jìn)入波分復(fù)用器(13)的泵浦端口并為非線性光子晶體光纖(14)中本發(fā)明高功率、高信噪比920nm參量激光的產(chǎn)生提供四波混頻參量泵浦光；

S7、光纖延時器(6)將非線性光纖一(3)中產(chǎn)生的1.3μm波段激光提供延時控制，其中1.3μm波段激光是作為本發(fā)明高功率、高信噪比920nm參量激光產(chǎn)生所需的四波混頻參量信號光；

S8、光纖延時器(6)出去的激光經(jīng)過色散補(bǔ)償光纖(7)的參量信號1.3μm波段激光經(jīng)過波分復(fù)用器(13)的信號端口進(jìn)入非線性光子晶體光纖(14)中與參量泵浦1053nm激光發(fā)生四波混頻效應(yīng)，產(chǎn)生高功率920nm飛秒激光。