專利名稱：一種增益窄化控制的全光纖高功率皮秒脈沖激光放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增益窄化控制的全光纖高功率皮秒脈沖激光放大器。
背景技術(shù)：
高功率的皮秒脈沖具有脈沖寬度窄、峰值功率高、單色性好、與材料作用時間大于熱效應(yīng)擴散時間等優(yōu)點，在微納加工、醫(yī)療處理、精密測距、高速通信和國防領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，是激光器領(lǐng)域的前沿研究方向之一。尤其在非線性光學(xué)頻率轉(zhuǎn)換等應(yīng)用場合，高功率激光脈沖能獲得更高的轉(zhuǎn)換效率。目前常用的產(chǎn)生皮秒脈沖的方法主要有三種直接調(diào)制快速響應(yīng)的半導(dǎo)體激光器、采用具有飽和吸收性質(zhì)的材料作為光開關(guān)以及通過非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模效應(yīng)實現(xiàn)皮秒脈沖輸出。通過產(chǎn)生電學(xué)上小于I納秒的電脈沖,驅(qū)動快速響應(yīng)的半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生皮秒脈 沖，其脈沖寬度一般在數(shù)百皮秒，輸出功率僅數(shù)百微瓦，受限于半導(dǎo)體激光器的響應(yīng)速度，采用該方法無法產(chǎn)生脈寬更窄、平均功率更高的脈沖。采用可飽和吸收鏡產(chǎn)生超短脈沖的方法應(yīng)用較為廣泛，選擇合適的可飽和吸收材料，可以產(chǎn)生脈沖寬度從幾皮秒到數(shù)百皮秒的超短脈沖，但采用這種方法，激光長時間作用與可飽和吸收體，器件壽命較短，同時還需要精確控制腔內(nèi)泵浦光的功率，否則很容易超過可飽和吸收材料的抗損傷閾值，燒毀器件，尤其在被動鎖模的大功率激光器中，吸收體的損壞是制約大功率激光輸出和高壽命鎖模激光器的瓶頸問題。為獲得高功率的皮秒脈沖，目前常用的方法是在腔內(nèi)或腔外加入窄帶濾波器件，如光纖光柵，窄帶濾波器等。但這些器件原理上都是從很寬的光譜中截取一小部分能量出來，濾波后種子激光的平均功率低，相應(yīng)的光纖激光的鎖模難以穩(wěn)定控制；而且，后續(xù)放大時需要數(shù)量更多的放大器，這種方法一方面增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，也大幅提高了產(chǎn)品成本。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種增益窄化控制的全光纖高功率皮秒脈沖激光放大器，該放大器采用全光纖結(jié)構(gòu)，易于獲得長期穩(wěn)定的高功率皮秒脈沖激光,也可降低高功率光纖激光系統(tǒng)的制作成本。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種增益窄化控制的全光纖高功率皮秒脈沖激光放大器，包括全光纖皮秒種子源，在全光纖皮秒種子源輸出端連接有光纖功率放大器，光纖功率放大器輸出端連接有輸出模塊；所述全光纖皮秒種子源為全光纖環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的鎖模激光器，全光纖皮秒種子源包括泵浦激光器，波分復(fù)用器，增益光纖，輸出稱合器，第一偏振控制器，偏振分束器，第二偏振控制器，偏振無關(guān)隔離器；泵浦激光器輸出的連續(xù)泵浦光經(jīng)波分復(fù)用器進入全光纖環(huán)形腔，波分復(fù)用器輸出端與增益光纖的一端相連，增益光纖的另一端與輸出耦合器的一端相連，所述的輸出稱合器稱合比較高的一端與偏振分束器的一端相連，稱合比較低的一端作為非保偏輸出端；第一偏振控制器固定在輸出I禹合器與偏振分束器之間的光纖上，所述的偏振分束器的保偏輸出端作為全光纖皮秒種子源的輸出端，偏振分束器的非保偏端與偏振無關(guān)隔離器的輸入端相連，第二偏振控制器固定在偏振分束器與偏振無關(guān)隔離器之間的光纖上，所述的偏振無關(guān)隔離器的輸出端與波分復(fù)用器的另一個輸入端相連，構(gòu)成全光纖環(huán)形結(jié)構(gòu)。
所述第一偏振控制器、第二偏振控制器均為手動偏振控制器。
所述全光纖皮秒種子源還包括全光纖探頭，所述第一偏振控制器為電動偏振控制器，所述輸出I禹合器的輸出端輸入到全光纖探頭，在全光纖探頭還連接有根據(jù)全光纖探頭反饋的信息對鎖模進行實時監(jiān)控的控制電路上，控制電路的輸出端與電動偏振控制器連接；所述第二偏振控制器為手動偏振控制器
所述光纖功率放大器的一種方案是，包括隔離器，放大器泵浦源，合束器或波分復(fù)用器，放大器增益光纖；全光纖皮秒種子源輸出的種子脈沖輸入到隔離器上，放大器泵浦源輸出泵浦光與透過隔離器的種子激光經(jīng)波分復(fù)用器或者合束器耦合到放大器增益光纖，所述輸出模塊采用輸出耦合器，放大器增益光纖輸出放大的皮秒脈沖經(jīng)過輸出耦合器，所述輸出耦合器的強光端作為最終輸出，弱光端作為監(jiān)測端。
所述光纖功率放大器包括隔離器另一種方案是，包括隔離器，放大器泵浦源，合束器或波分復(fù)用器，放大器增益光纖；全光纖皮秒種子源輸出的種子脈沖輸入到隔離器上，經(jīng)過隔離器后的脈沖輸入到放大器增益光纖，放大器泵浦源輸出的泵浦光經(jīng)波分復(fù)用器或者合束器耦合到放大器增益光纖中，所述輸出模塊采用輸出耦合器，波分復(fù)用器或者合束器輸出的放大的皮秒脈沖經(jīng)過輸出I禹合器，所述輸出I禹合器的強光端作為最終輸出，弱光端作為監(jiān)測端。
所述光纖功率放大器還包括濾波器，濾波器接在全光纖皮秒種子源的輸出端上。
所述輸出模塊米用輸出I禹合器，光纖功率放大器輸出端輸出放大的皮秒脈沖經(jīng)過輸出耦合器，所述輸出耦合器的分束比為1:99，強光端作為最終輸出端，弱光端作為監(jiān)測 端。
所述的放大器泵浦源為單?；蛘叨嗄?、輸出功率在O. 5-10W之間的半導(dǎo)體連續(xù)激光器。放大器增益光纖為摻鐿磷酸鹽單?；蛘唠p包層光纖。
采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明與目前具有窄譜寬輸出特性的高功率皮秒激光器相比，具有以下優(yōu)點
I)有效利用放大過程增益窄化效應(yīng)，不需要加入窄帶寬濾波器件，結(jié)構(gòu)簡單；
2)注入寬頻譜皮秒脈沖在級聯(lián)放大過程中初步產(chǎn)生增益窄化，易于有效地抑制光纖放大過程中受激布里淵散射、受激拉曼放大的不利影響，改善放大脈沖的脈沖對比；
3)皮秒脈沖放大過程中自動實現(xiàn)頻譜濾波，隨脈沖放大能量的提升，脈沖頻譜逐步不窄化，可方便地降低放大過程中脈沖的時間波形畸變，抑制脈沖放大過程中可能的時域分裂以及調(diào)制不穩(wěn)定性的影響；
4)能最大程度地利用種子激光能量，避免窄帶濾波后輸出功率大幅降低，需要再放大的問題；
5)注入種子光纖皮秒脈沖頻譜選擇在放大器光纖的增益中心波長附近，有利于提高放大器的光-光轉(zhuǎn)換效率；
6)級聯(lián)放大脈沖頻譜增益窄化，易于控制放大過程中脈沖頻譜不產(chǎn)生分裂，也易于優(yōu)化控制獲得接近傅立葉衍射極限的窄頻譜皮秒脈沖；7)采用高摻雜濃度的增益光纖，光纖長度短，引入的模式色散少，放大脈沖不產(chǎn)生時域波形畸變；8)采用磷酸鹽材料的增益光纖，在較寬的光譜范圍內(nèi)具有平坦的吸收系數(shù)，輸出功率更穩(wěn)定，對泵浦半導(dǎo)體激光器的波長要求低，節(jié)省成本；9)整個裝置采用全光纖結(jié)構(gòu)，簡單緊湊，性能穩(wěn)定，易于集成在不同應(yīng)用場合的大型儀器上。


附圖1為本發(fā)明原理結(jié)構(gòu)圖；
附圖2為本發(fā)明的全光纖皮秒種子源的結(jié)構(gòu)示意圖之一；附圖3為本發(fā)明的全光纖皮秒種子源的結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；附圖4本發(fā)明的正向泵浦窄帶皮秒脈沖產(chǎn)生示意圖；附圖5本發(fā)明的反向泵浦窄帶皮秒脈沖產(chǎn)生示意圖；附圖6本發(fā)明的高功率窄帶皮秒脈沖產(chǎn)生示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，以便于更好地理解本發(fā)明如圖1，本發(fā)明介紹一種增益窄化控制的全光纖高功率皮秒脈沖激光放大器，包括全光纖皮秒種子源1，在全光纖皮秒種子源I輸出端連接有I個光纖功率放大器2或多個級聯(lián)的光纖功率放大器，光纖功率放大器2輸出端連接有輸出模塊3。所述全光纖皮秒種子源I為全光纖環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的鎖模激光器，腔內(nèi)有泵浦激光器，波分復(fù)用器，增益光纖，輸出耦合器，偏振控制器，偏振無關(guān)隔離器，偏振分束器。調(diào)節(jié)偏振控制器，改變腔內(nèi)脈沖的偏振狀態(tài)，在非線性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的作用下，實現(xiàn)鎖模皮秒脈沖輸出。脈沖寬度為10-20ps，重復(fù)頻率為5-80MHZ，平均功率為10_50mW。調(diào)節(jié)全光纖皮秒種子源I腔內(nèi)的偏振控制器，使皮秒脈沖輸出光譜的中心波長與后續(xù)的一級或多級光纖功率放大器2所選用增益光纖的發(fā)射譜線峰值相對應(yīng)，在放大過程中，增益窄化效應(yīng)使脈沖的兩邊緣處的頻譜成分不能有效放大，而中心頻率成分被放大，增益窄化效應(yīng)的作用相當于激光放大過程中引入了一個帶寬不斷變窄的窄帶濾波器；脈沖經(jīng)過多級放大器，光譜不斷被窄化，最終獲得接近傅立葉衍射極限的窄帶高功率皮秒脈沖，放大過程中，脈沖的時間-頻譜波形不會產(chǎn)生分裂級聯(lián)，放大器的數(shù)量越多，光譜窄化效應(yīng)越明顯，輸出皮秒脈沖的光譜越窄。實際應(yīng)用中，可根據(jù)輸出功率和光譜線寬的要求靈活選擇放大器的數(shù)量。經(jīng)過光纖功率放大器2獲得的高功率脈沖經(jīng)過輸出模塊3，濾除泵浦激光成分，同時對光斑大小做調(diào)整，方便各種應(yīng)用場合使用。輸出模塊還可以加入磁光晶體，防止環(huán)境中的回返光損壞器件。如圖2所示，為被動型全光纖皮秒種子源，包括泵浦激光器11，波分復(fù)用器12，增益光纖13,輸出稱合器14,第一偏振控制器15,偏振分束器16,第二偏振控制器17,偏振無關(guān)隔離器18。所述泵浦激光器11為半導(dǎo)體單模泵浦激光器，半導(dǎo)體單模泵浦激光器最大輸出功率為480mW，中心波長為976nm，半導(dǎo)體單模泵浦激光器的輸出尾纖為105/125的傳能光纖。波分復(fù)用器12米用980/1030nm波分復(fù)用器。泵浦激光器11輸出的980nm的連續(xù)泵浦光經(jīng)波分復(fù)用器12進入全光纖環(huán)形腔，波分復(fù)用器12的輸出端與增益光纖13的一端相連，所述的增益光纖13采用OFS公司的YbDF350單模摻鐿光纖，該光纖在976nm具有 350dB/m的吸收系數(shù)。增益光纖13的另一端與輸出I禹合器14的一端相連,所述的輸出I禹合器14為HI1060光纖做成的拉錐型低功率光纖耦合器，最大能承受的連續(xù)光功率為300mW， 具有2 :8或3 :7或4 :6的輸出耦合比，耦合比較高的一端與1030nm的偏振分束器16的一端相連，稱合比較低的一端作為非保偏輸出端9。第一偏振控制器15米用手動偏振控制器, 其固定在輸出I禹合器14與偏振分束器16之間的光纖上,所述的偏振分束器16的保偏輸出端10為PM980光纖,該保偏輸出端10也可作為全光纖皮秒振蕩器的監(jiān)測端。偏振分束器 16的非保偏端與1030nm的偏振無關(guān)隔離器18的輸入端相連，第二偏振控制器17采用手動偏振控制器，其固定在偏振分束器16與偏振無關(guān)隔離器18之間的光纖上。所述的偏振無關(guān)隔離器18具有最大承受300mW連續(xù)光的抗損傷閾值。偏振無關(guān)隔離器18的輸出端與波分復(fù)用器的1030nm輸入端相連，構(gòu)成全光纖環(huán)形結(jié)構(gòu)。熔接好環(huán)形腔，打開泵浦激光器 11，調(diào)節(jié)兩個偏振控制器，輸出耦合器14的非保偏輸出端9能獲得平均功率20-50mW，脈沖寬度10-20ps，重復(fù)頻率5-50MHZ，光譜半高寬5_6nm的種子脈沖。偏振分束器16的保偏輸出端10能獲得平均功率10-20mW，脈沖寬度10-20ps，重復(fù)頻率5_50MHz，光譜半高寬5_6nm 的種子脈沖。
如圖3所示，為主動控制型全光纖皮秒種子源，包括泵浦激光器11，波分復(fù)用器 12,增益光纖13,輸出稱合器14,第一偏振控制器15,偏振分束器16,第二偏振控制器17, 偏振無關(guān)隔離器18，全光纖探頭101，控制電路102。與圖2的被動型全光纖皮秒種子源相比，不同在于第一偏振控制器15采用電控偏振控制器。熔接好環(huán)形腔，打開泵浦激光器11， 調(diào)節(jié)兩個偏振控制器，實現(xiàn)鎖模之后，將非保偏輸出端9的信號衰減后輸入到全光纖探頭 101，全光纖探頭101接到控制電路102上，控制電路102根據(jù)全光纖探頭101反饋的信息， 對鎖模進行實時監(jiān)控，如果模式失鎖或者不穩(wěn)，控制電控偏振控制器，調(diào)節(jié)腔內(nèi)偏振狀態(tài)， 重新鎖模。
輸出耦合器14的非保偏輸出端9能獲得平均功率20-50mW，脈沖寬度10_20ps，重復(fù)頻率5-50MHZ，光譜半高寬5-6nm的種子脈沖。偏振分束器16的保偏輸出端10能獲得平均功率10_20mW，脈沖寬度10-20ps，重復(fù)頻率5_50MHz，光譜半高寬5_6nm的種子脈沖。
如圖4所示，為正向泵浦窄帶皮秒脈沖產(chǎn)生結(jié)構(gòu)。
所述全光纖皮秒種子源的結(jié)構(gòu)為被動型全光纖皮秒種子源。
所述光纖功率放大器2的個數(shù)為一個，光纖功率放大器2包括隔離器21，放大器泵浦源22，合束器23或波分復(fù)用器，放大器增益光纖24。全光纖皮秒種子源I輸出的種子脈沖輸入到隔離器21上，隔離器21作用是防止后續(xù)放大器回返光損壞種子源，隔離器的透過率在80%以上。放大器泵浦源22輸出的中心波長915-976nm的泵浦光與透過隔離器21的種子激光經(jīng)980/1030nm的波分復(fù)用器或者合束器23耦合到放大器增益光纖24中。所述的放大器泵浦源22為單?；蛘叨嗄?、輸出功率在O. 5-10W之間的半導(dǎo)體連續(xù)激光器。放大器增益光纖24為摻鐿磷酸鹽單?；蛘唠p包層光纖，采用同向泵浦的方式，噪聲指數(shù)更小，脈沖信噪比更高。放大器增益光纖24輸出放大的皮秒脈沖，其光譜寬度比輸入的種子光更窄，根據(jù)應(yīng)用需要，調(diào)節(jié)泵浦激光器的能量與增益光纖的長度，能調(diào)節(jié)增益窄化的程度，獲得線寬在O. 5-1. Onm，平均功率O. 2-5W的皮秒脈沖。為了對脈沖光譜進行初步窄化，光纖功率放大器2還包括濾波器20，濾波器20接在非保偏輸出端9上，所述的濾波器的中心波長為1036nm，帶寬為2-4nm。全光纖皮秒種子源I的種子脈沖經(jīng)過濾波器20后，光譜成分中偏離中心波長較遠的成分被濾除，由于全光纖皮秒種子源I與濾波器具有相同的中心波長，種子光的絕大部分能量都能透過濾波器，透過濾波器后，脈沖光譜半高寬2-4nm。所述輸出模塊3采用輸出耦合器31，放大器增益光纖24輸出放大的皮秒脈沖經(jīng)過輸出耦合器31，所述輸出耦合器的分束比為1:99，強光端作為最終輸出端，弱光端作為監(jiān)
測端，實時監(jiān)測輸出脈沖寬度，重復(fù)頻率，光譜線寬等性能參數(shù)。如圖5所示，為反向泵浦窄帶皮秒脈沖產(chǎn)生結(jié)構(gòu)。所述全光纖皮秒種子源的結(jié)構(gòu)為被動型全光纖皮秒種子源。所述光纖功率放大器2的數(shù)量為一個，光纖功率放大器2包括隔離器21，放大器泵浦源22，合束器23或波分復(fù)用器，放大器增益光纖24。全光纖皮秒種子源I輸出的種子脈沖輸入到隔離器21上，隔離器21作用是防止后續(xù)放大器回返光損壞種子源，隔離器的透過率在80%以上。經(jīng)過隔離器21后的脈沖輸入到放大器增益光纖24，所述的放大器增益光纖24為摻鐿磷酸鹽單?；蛘唠p包層光纖。放大器泵浦源22輸出的中心波長915-976nm的泵浦光經(jīng)980/1030nm的波分復(fù)用器或者合束器23耦合到放大器增益光纖24中，所述的放大器泵浦源22為單模或者多模、輸出功率在O. 5-10W之間的半導(dǎo)體連續(xù)激光器，采用后向泵浦的方式，能最大程度的利用泵浦能量，獲得更高的輸出功率。經(jīng)過放大器增益光纖24的皮秒脈沖經(jīng)合束器23輸出，其光譜寬度比輸入的種子光更窄，根據(jù)應(yīng)用需要，調(diào)節(jié)泵浦激光器的能量與增益光纖的長度，能調(diào)節(jié)增益窄化的程度，獲得線寬在O. 5-lnm，平均功率O. 2-5W的皮秒脈沖。為了對脈沖光譜進行初步窄化，光纖功率放大器2還包括濾波器20，濾波器20接在全光纖皮秒種子源I的非保偏輸出端9上，所述的濾波器的中心波長為1036nm，帶寬為2-4nm。全光纖皮秒種子源I的種子脈沖經(jīng)過濾波器20后，光譜成分中偏離中心波長較遠的成分被濾除，由于全光纖皮秒種子源I與濾波器具有相同的中心波長，種子光的絕大部分能量都能透過濾波器，透過濾波器后，脈沖光譜半高寬2-4nm。所述輸出模塊3米用輸出f禹合器31,合束器23輸出放大的皮秒脈沖經(jīng)過輸出I禹合器31，所述輸出耦合器的分束比為1:99，強光端作為最終輸出端，弱光端作為監(jiān)測端，實時監(jiān)測輸出脈沖寬度，重復(fù)頻率，光譜線寬等性能參數(shù)。如圖6，為采用被動型全光纖環(huán)形腔皮秒種子源，通過兩級放大實現(xiàn)高功率窄帶皮秒脈沖的示意圖。所述全光纖皮秒種子源的結(jié)構(gòu)為被動型全光纖皮秒種子源。所述光纖功率放大器2為兩個，兩個光纖功率放大器2級聯(lián)在一起后連接在全光纖皮秒種子源與輸出模塊之間。所述光纖功率放大器2包括隔離器21，放大器泵浦源22，合束器23或波分復(fù)用器，放大器增益光纖24。隔離器21作用是防止后續(xù)放大器回返光損壞種子源，隔離器的透過率在80%以上。放大器泵浦源22輸出的中心波長915-976nm的泵浦光與透過隔離器12 的種子激光經(jīng)980/1030nm的波分復(fù)用器或者合束器23耦合到放大器增益光纖24中。所述的放大器泵浦源22為單?；蛘叨嗄?、輸出功率在O. 5-10W之間的半導(dǎo)體連續(xù)激光器。放大器增益光纖24為摻鐿磷酸鹽單模或者雙包層光纖，采用同向泵浦的方式，噪聲指數(shù)更小， 脈沖信噪比更高。放大器增益光纖24輸出放大的皮秒脈沖，其光譜寬度比輸入的種子光更窄，根據(jù)應(yīng)用需要，調(diào)節(jié)泵浦激光器的能量與增益光纖的長度，能調(diào)節(jié)增益窄化的程度，使得第一級纖功率放大器輸出線寬在O. 5-1. Onm，平均功率O. 2-5W的皮秒脈沖。
為避免兩級放大器之間的串擾，防止回返光 損壞器件，在放大器之間加入高功率的隔離器21，其具有最大隔離2W連續(xù)光的抗損傷能力。所述的第二級全光纖放大器具有最大隔離2W連續(xù)回返光的抗損傷能力。第二級放大器的泵浦激光器為中心波長915-976nm， 最大輸出功率25W的半導(dǎo)體激光器。放大后的皮秒脈沖經(jīng)過輸出I禹合器31輸出。
為適應(yīng)不同應(yīng)用場合下光斑尺寸的要求，獲得更優(yōu)異的光束質(zhì)量，將高功率的皮秒脈沖輸入到透鏡組構(gòu)成的空間整形模塊4，實現(xiàn)皮秒脈沖從光纖傳輸?shù)娇臻g輸出，還可以在空間整形模塊中加入法拉第晶體，防止環(huán)境中的回返光損壞放大器的泵浦激光器。
權(quán)利要求
1.一種增益窄化控制的全光纖高功率皮秒脈沖激光放大器，其特征在于包括全光纖皮秒種子源(1)，在全光纖皮秒種子源(I)輸出端連接有光纖功率放大器(2)，光纖功率放大器(2)輸出端連接有輸出模塊(3);所述全光纖皮秒種子源(I)為全光纖環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的鎖模激光器，全光纖皮秒種子源(I)包括泵浦激光器(11)，波分復(fù)用器(12)，增益光纖(13)，輸出稱合器(14),第一偏振控制器(15),偏振分束器(16),第二偏振控制器(17),偏振無關(guān)隔離器(18);泵浦激光器(11)輸出的連續(xù)泵浦光經(jīng)波分復(fù)用器(12)進入全光纖環(huán)形腔，波分復(fù)用器(12)輸出端與增益光纖(13)的一端相連,增益光纖(13)的另一端與輸出I禹合器(14)的一端相連,所述的輸出I禹合器(14) f禹合比較高的一端與偏振分束器(16)的一端相連，I禹合比較低的一端作為非保偏輸出端(9);第一偏振控制器(15)固定在輸出I禹合器(14)與偏振分束器(16)之間的光纖上,所述的偏振分束器(16)的保偏輸出端(10)作為全光纖皮秒種子源(I)的輸出端，偏振分束器(16)的非保偏端與偏振無關(guān)隔離器(18)的輸入端相連，第二偏振控制器(17)固定在偏振分束器(16)與偏振無關(guān)隔離器(18)之間的光纖上，所述的偏振無關(guān)隔離器(18)的輸出端與波分復(fù)用器的另一個輸入端相連，構(gòu)成全光纖環(huán)形結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增益窄化控制的全光纖高功率皮秒脈沖激光放大器，其特征在于所述第一偏振控制器(15)、第二偏振控制器(17)均為手動偏振控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增益窄化控制的全光纖高功率皮秒脈沖激光放大器，其特征在于所述全光纖皮秒種子源(I)還包括全光纖探頭(101 )，所述第一偏振控制器(15)為電動偏振控制器，所述輸出I禹合器(14)的輸出端(9)輸入到全光纖探頭(101),在全光纖探頭(101)還連接有根據(jù)全光纖探頭(101)反饋的信息對鎖模進行實時監(jiān)控的控制電路(102)上，控制電路(102)的輸出端與電動偏振控制器連接；所述第二偏振控制器(17)為手動偏振控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種增益窄化控制的全光纖高功率皮秒脈沖激光放大器，其特征在于所述光纖功率放大器(2)包括隔離器(21)，放大器泵浦源(22)，合束器(23)或波分復(fù)用器，放大器增益光纖(24);全光纖皮秒種子源(I)輸出的種子脈沖輸入到隔離器(21)上，放大器泵浦源(22)輸出泵浦光與透過隔離器(21)的種子激光經(jīng)波分復(fù)用器或者合束器(23) I禹合到放大器增益光纖(24),所述輸出模塊(3)米用輸出I禹合器(31),放大器增益光纖(24)輸出放大的皮秒脈沖經(jīng)過輸出耦合器(31)，所述輸出耦合器的強光端作為最終輸出端，弱光端作為監(jiān)測端。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種增益窄化控制的全光纖高功率皮秒脈沖激光放大器，其特征在于所述光纖功率放大器(2)包括隔離器(21)，放大器泵浦源(22)，合束器(23)或波分復(fù)用器，放大器增益光纖(24);全光纖皮秒種子源(I)輸出的種子脈沖輸入到隔離器(21)上，經(jīng)過隔離器(21)后的脈沖輸入到放大器增益光纖(24)，放大器泵浦源(22)輸出的泵浦光經(jīng)波分復(fù)用器或者合束器(23)耦合到放大器增益光纖(24)中，所述輸出模塊(3)采用輸出I禹合器(31),波分復(fù)用器或者合束器(23)輸出的放大的皮秒脈沖經(jīng)過輸出I禹合器(31)，所述輸出耦合器的強光端作為最終輸出端，弱光端作為監(jiān)測端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種增益窄化控制的全光纖高功率皮秒脈沖激光放大器，其特征在于所述光纖功率放大器(2 )還包括濾波器(20 )，濾波器(20 )接在全光纖皮秒種子源(I)的非保偏輸出端(9)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增益窄化控制的全光纖高功率皮秒脈沖激光放大器，其特征在于所述輸出模塊(3)米用輸出I禹合器(31),光纖功率放大器(2)輸出端輸出放大的皮秒脈沖經(jīng)過輸出耦合器(31)，所述輸出耦合器的分束比為1:99，強光端作為最終輸出，弱光端作為監(jiān)測端。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種增益窄化控制的全光纖高功率皮秒脈沖激光放大器，其特征在于所述的放大器泵浦源(22)為單?；蛘叨嗄?、輸出功率在0. 5-10W之間的半導(dǎo)體連續(xù)激光器。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種增益窄化控制的全光纖高功率皮秒脈沖激光放大器，其特征在于放大器增益光纖(24)為摻鐿磷酸鹽單?；蛘唠p包層光纖。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種增益窄化控制的全光纖高功率皮秒脈沖激光放大器，包括全光纖皮秒種子源，在全光纖皮秒種子源輸出端連接有光纖功率放大器，光纖功率放大器輸出端連接有輸出模塊；所述全光纖皮秒種子源為全光纖環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的鎖模激光器，全光纖皮秒種子源包括泵浦激光器，波分復(fù)用器，增益光纖，輸出耦合器，第一偏振控制器，偏振分束器，第二偏振控制器，偏振無關(guān)隔離器；所述的偏振分束器的保偏輸出端作為全光纖皮秒種子源的輸出端，偏振分束器的非保偏端與偏振無關(guān)隔離器的輸入端相連，第二偏振控制器固定在偏振分束器與偏振無關(guān)隔離器之間的光纖上，所述的偏振無關(guān)隔離器的輸出端與波分復(fù)用器的另一個輸入端相連，構(gòu)成全光纖環(huán)形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明易于獲得長期穩(wěn)定的高功率皮秒脈沖激光，也可降低高功率光纖激光系統(tǒng)的制作成本。
文檔編號H01S3/23GK103001118SQ201210514488
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者梁崇智, 楊康文 申請人:廣東漢唐量子光電科技有限公司