一種高能量超短脈沖光纖激光器的制造方法
【專利摘要】一種高能量超短脈沖光纖激光器，包括種子脈沖振蕩器(1)、啁啾脈沖展寬器(2)、光纖預(yù)放大器(3)、脈沖分離裝置(4)以及非線性放大壓縮器(5)；種子脈沖振蕩器(1)輸出的脈沖經(jīng)啁啾脈沖展寬器(2)展寬后，經(jīng)光纖預(yù)放大器(3)預(yù)放大，再由脈沖分離裝置(4)產(chǎn)生分離脈沖，分離脈沖注入非線性放大壓縮器(5)產(chǎn)生高能分離超短脈沖，再次進(jìn)入脈沖分離裝置(4)合束后輸出高能超短脈沖激光。本實(shí)用新型采用脈沖分離方法實(shí)現(xiàn)啁啾脈沖放大和非線性脈沖壓縮的有機(jī)融合，既有效避免在脈沖展寬過(guò)程中引入過(guò)量的高階色散，又有效控制了非線性放大過(guò)程中非線性效應(yīng)；本實(shí)用新型通過(guò)光學(xué)晶體數(shù)量控制脈沖分離，方法簡(jiǎn)單易行；本實(shí)用新型可適用于多個(gè)波段的激光放大。
【專利說(shuō)明】一種高能量超短脈沖光纖激光器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種高能量超短脈沖光纖激光器，具體的是采用分離脈沖結(jié)合非線性放大產(chǎn)生高能量超短脈沖激光的光纖激光器。

【背景技術(shù)】
[0002]高能超短脈沖在基礎(chǔ)科學(xué)研宄、工業(yè)精密制造及空天衛(wèi)星通信方面有著極為重要的應(yīng)用需求。伴隨著激光技術(shù)的不斷革新及應(yīng)用需求的迅速拓展，光纖激光器以其小型化、便攜式、高能效、免維護(hù)的特性進(jìn)入了應(yīng)用領(lǐng)域的視野。在光纖激光器的沖擊下，傳統(tǒng)的激光光源，特別是固態(tài)激光器體積大、功耗高的劣勢(shì)愈加明顯。但是，固態(tài)激光器在高能量飛秒脈沖激光的產(chǎn)生和應(yīng)用方面仍然具有重要地位，其重要原因就是除固態(tài)激光器外罕有其它光源能提供單脈沖能量超過(guò)lmj，脈沖寬度小于10fs的激光脈沖。
[0003]當(dāng)前，光纖激光器的輸出指標(biāo)已在逐步逼近固體激光器，采用啁啾脈沖放大技術(shù)，可以獲得較高單脈沖能量的脈沖輸出。如，單脈沖能量2 μ J、脈沖寬度220fs的光纖激光在實(shí)驗(yàn)上獲得證實(shí)(131W 220fs fiber laser system.0ptics Letters Vol.30, Iss.20,pp.2754-2756，2005);基于光纖激光繼而實(shí)現(xiàn)了單脈沖能量2.2mJ、脈沖寬度為500fs的激光輸出(Fiber chirped-pulse amplificat1n system emitting 3.8GW peak power.0ptics Express Vol.19，Iss.1，pp.255-260，2011)。但米用啁啾脈沖放大技術(shù)較難實(shí)現(xiàn)10fs以下的脈沖輸出，主要原因有以下兩點(diǎn)。其一，啁啾脈沖放大過(guò)程中為了降低高能量脈沖放大過(guò)程的非線性效應(yīng)，在引入大量二階色散的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的難以壓縮的高階色散，而在后續(xù)的脈沖壓縮過(guò)程中無(wú)法有效的實(shí)現(xiàn)色散補(bǔ)償；其二，由于激光放大過(guò)程往往伴隨著增益窄化效應(yīng)，導(dǎo)致放大后的激光光譜相比種子光譜窄了很多，無(wú)法支持10fs的脈沖激光輸出。
[0004]為了產(chǎn)生支持10fs脈沖輸出的光譜寬度，克服啁啾脈沖放大過(guò)程的高階色散，有效的壓縮脈沖，科研人員又提出了光纖非線性脈沖放大方案。非線性脈沖放大過(guò)程與啁啾脈沖放大過(guò)程正好相反，不是預(yù)先展寬脈沖寬度而克服非線性，而是預(yù)先壓縮脈沖寬度并利用非線性。依靠提高進(jìn)入光纖放大器的注入脈沖的峰值功率，憑借非線性效應(yīng)(主要是自相位調(diào)制效應(yīng))極大的拓展放大脈沖的光譜，并采用與啁啾脈沖放大相類(lèi)似的脈沖壓縮器，實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮。非線性放大方案在實(shí)驗(yàn)上獲得了單脈沖能量接近I μ J，脈沖寬度 27fs 的脈沖輸出(57W, 27fs pulses from a fiber laser system using nonlinearcompress1n.Applied Physics B，Volume 92, Issue I, pp 9-12,2008)。但是非線性脈沖放大方案也有其自身的弊端，較難實(shí)現(xiàn)單脈沖能量超過(guò)ImJ的激光輸出。主要原因在于高能超短脈沖放大過(guò)程中的高峰值功率脈沖會(huì)產(chǎn)生自聚焦、受激拉曼散射、交叉相位調(diào)制等除自相位調(diào)制效應(yīng)以外的非線性效應(yīng)，而這些效應(yīng)會(huì)使脈沖形狀和頻譜發(fā)生畸變，甚至破壞激光放大介質(zhì)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的脈沖壓縮。
[0005]綜上所述，目前高能超短脈沖的產(chǎn)生方案皆為啁啾脈沖放大技術(shù)或非線性脈沖放大技術(shù)，其輸出指標(biāo)仍需要在大能量或者是短脈沖這兩者之間進(jìn)行權(quán)衡。此外，無(wú)論是啁啾脈沖放大或者是非線性脈沖放大，在激光能量放大后都需要額外的空間光學(xué)元件(如光柵對(duì)、棱鏡對(duì)、或者是啁啾鏡)進(jìn)行色散補(bǔ)償，將脈沖壓縮至飛秒量級(jí)。所以，如何將脈沖壓縮器簡(jiǎn)化也是光纖激光器技術(shù)革新的一個(gè)重要課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)在高能超短脈沖光纖放大過(guò)程中的不足，即在實(shí)現(xiàn)單脈沖能量超過(guò)ImJ的同時(shí)，又要實(shí)現(xiàn)脈沖寬度小于10fs的脈沖輸出，本實(shí)用新型提供了一種高能量超短脈沖光纖激光器，以分離脈沖方法為橋梁，實(shí)現(xiàn)了啁啾脈沖放大技術(shù)和非線性脈沖放大技術(shù)的有機(jī)融合，能有效的產(chǎn)生高能超短脈沖激光。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0008]一種高能量超短脈沖光纖激光器，包括種子脈沖振蕩器、啁啾脈沖展寬器、光纖預(yù)放大器、脈沖分離裝置以及非線性放大壓縮器；其中種子脈沖振蕩器輸出端與啁啾脈沖展寬器的輸入端連接；所述啁啾脈沖展寬器的輸出端連接光纖預(yù)放大器，所述啁啾脈沖展寬器引入正啁啾，即引入的色散量為正常色散；所述光纖預(yù)放大器的輸出端連接脈沖分離裝置；所述脈沖分離裝置設(shè)置有兩個(gè)輸出端，其中一個(gè)輸出端連接非線性放大壓縮器的輸入端，另一個(gè)輸出端為激光器的總輸出端；所述非線性放大壓縮器的輸入端和輸出端為同一端口，其中包含的光纖均為負(fù)色散光纖，用于補(bǔ)償啁啾脈沖展寬器和非線性放大過(guò)程中產(chǎn)生的正啁啾；
[0009]種子脈沖振蕩器產(chǎn)生初始輸出脈沖A ;啁啾脈沖展寬器用于將初始輸出脈沖A脈沖寬度展寬，產(chǎn)生展寬脈沖B ;光纖預(yù)放大器用于將展寬脈沖B進(jìn)行功率預(yù)放大，產(chǎn)生預(yù)放大脈沖激光C ;脈沖分離裝置用于將預(yù)放大脈沖激光C進(jìn)行脈沖分離，產(chǎn)生分離脈沖D ;脈沖分離裝置具有兩個(gè)輸出端，其中一個(gè)輸出端用于輸出分離脈沖D至非線性放大壓縮器，另一個(gè)輸出端作為整個(gè)高能量超短脈沖光纖激光器總輸出端；非線性放大壓縮器用于將分離脈沖D高功率脈沖放大和脈沖壓縮，產(chǎn)生高能分離超短脈沖E ;非線性放大壓縮器的輸出端與其輸入端為同一端口，高能分離超短脈沖E經(jīng)由非線性放大壓縮器的輸出端再次進(jìn)入脈沖分離裝置，實(shí)現(xiàn)脈沖合束；最終從脈沖分離裝置總輸出端輸出高能超短脈沖F ;
[0010]優(yōu)選的，所述種子脈沖振蕩器采用非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模、可飽和吸收體鎖?；蚴℃it吳脈沖振蕩器；
[0011]優(yōu)選的，所述種子脈沖振蕩器采用非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模，包括半導(dǎo)體激光器(LD)、增益光纖(GF)和波分復(fù)用器、光隔離器、分束器多功能合一器件(WDM/OI/OC)，所述半導(dǎo)體激光器提供泵浦能量；
[0012]優(yōu)選的，所述啁啾脈沖展寬器為對(duì)應(yīng)于種子脈沖振蕩器的初始輸出脈沖激光波長(zhǎng)的正常色散光纖、光子晶體光纖、光纖耦合光柵對(duì)或光纖耦合棱鏡對(duì)；
[0013]優(yōu)選的，所述光纖預(yù)放大器包括光纖親合偏振分束器(F-PBS)、單模光纖放大器(SMFA)和第一法拉第旋光反射鏡(FRM);自所述啁啾脈沖展寬器輸入的展寬脈沖B經(jīng)所述第一法拉第旋光反射鏡反射兩次經(jīng)過(guò)所述單模光纖放大器，產(chǎn)生的預(yù)放大脈沖C經(jīng)所述光纖耦合偏振分束器輸出；光纖預(yù)放大器為雙程增益，使得展寬脈沖B實(shí)現(xiàn)光程互補(bǔ)，可降低環(huán)境影響，提尚放大穩(wěn)定性；
[0014]優(yōu)選的，所述脈沖分離裝置包括一對(duì)光纖準(zhǔn)直器(Col)、半波片(HWP)、偏振分束器(PBS)和級(jí)聯(lián)偏振分束晶體(Divider);自所述光纖預(yù)放大器輸入的預(yù)放大脈沖C依次經(jīng)過(guò)光纖準(zhǔn)直器、半波片、偏振分束器、級(jí)聯(lián)偏振分束晶體和另一個(gè)光纖準(zhǔn)直器，輸出分離脈沖D激光；
[0015]優(yōu)選的，所述級(jí)聯(lián)偏振分束晶體由雙折射晶體的光學(xué)晶體和/或偏振分束立方的光學(xué)晶體級(jí)聯(lián)組成；
[0016]優(yōu)選的，所述雙折射晶體為礬酸釔晶體；
[0017]優(yōu)選的，所述偏振分束立方分別與直角反射器配合設(shè)置，所述級(jí)聯(lián)偏振分束晶體由長(zhǎng)度依次成倍數(shù)關(guān)系的第一雙折射晶體、第二雙折射晶體、第三雙折射晶體以及與直角反射器間隔依次成比例的第一偏振分束立方、第二偏振分束立方、第三偏振分束立方順次級(jí)聯(lián)組成；
[0018]脈沖分離裝置依靠光學(xué)晶體對(duì)不同偏振光的延遲效應(yīng)產(chǎn)生分離脈沖，通過(guò)增加光學(xué)晶體數(shù)量，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖分離個(gè)數(shù)的控制，進(jìn)而控制非線性放大壓縮器的非線性效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)啁啾脈沖放大技術(shù)和非線性脈沖放大技術(shù)的有機(jī)融合；分離脈沖D中，包含有若干個(gè)分離的子脈沖，分離脈沖D中子脈沖具有不同偏振態(tài)；相鄰子脈沖的脈沖間隔由長(zhǎng)度最小的雙折射晶體決定，為了更加有效的分離脈沖，可再加入偏振分束立方，兩個(gè)偏振方向脈沖延遲差由偏振分束立方和直角反射器的間隔決定；即可產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間在納秒量級(jí)的脈沖串；
[0019]優(yōu)選的，所述非線性放大壓縮器包括非線性放大器和第二法拉第旋光反射鏡，非線性放大器可使用雙包層光纖放大器(DCFA);自所述脈沖分離裝置輸入的分離脈沖D經(jīng)所述第二法拉第旋光反射鏡反射兩次經(jīng)過(guò)所述非線性放大器，輸出高能分離超短脈沖E ;
[0020]所述的非線性放大壓縮器采用雙程增益結(jié)構(gòu)，輸入的分離脈沖D第一次通過(guò)該放大器時(shí)產(chǎn)生線性的功率放大和脈沖壓縮，第二次通過(guò)該放大器時(shí)產(chǎn)生線性的功率放大和非線性脈沖壓縮，路徑對(duì)易，光程互補(bǔ)；其中，非線性脈沖壓縮是由激光放大過(guò)程中的光譜非線性展寬及放大光纖的負(fù)色散導(dǎo)致的脈沖壓縮共同形成；這種分離脈沖放大方法不僅可以克服光纖放大過(guò)程中的過(guò)量的非線性效應(yīng)，而且可以有效利用非線性效應(yīng)克服常規(guī)放大過(guò)程中頻譜窄化效應(yīng)，獲得比注入種子光脈沖更寬的頻譜，進(jìn)而產(chǎn)生小于10fs的脈沖；輸出的高能分離超短脈沖E在脈沖分離模塊中自動(dòng)合成一個(gè)高能超短脈沖F，最終輸出脈沖小于lOOfs，并不需要額外的色散補(bǔ)償裝置進(jìn)行脈沖壓縮。
[0021]本實(shí)用新型技術(shù)方案具有以下技術(shù)效果:
[0022]1.本實(shí)用新型采用脈沖分離方法，不僅可以有效避免在脈沖展寬過(guò)程中引入過(guò)量的高階色散，而且可以有效控制非線性放大過(guò)程中非線性效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)啁啾脈沖放大和非線性脈沖壓縮的有機(jī)融合，產(chǎn)生高能超短脈沖；
[0023]2.本實(shí)用新型通過(guò)采用級(jí)聯(lián)的雙折射晶體和偏振分束立方實(shí)現(xiàn)脈沖分離；通過(guò)增加光學(xué)晶體數(shù)量，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖分離個(gè)數(shù)的控制，進(jìn)而控制激光放大過(guò)程的非線性演化過(guò)程，簡(jiǎn)單易行；
[0024]3.本實(shí)用新型適用于多個(gè)波段的激光放大，僅需要在啁啾脈沖展寬器采用的正常色散介質(zhì)展寬脈沖，在非線性放大壓縮器采用負(fù)色散光纖進(jìn)行脈沖壓縮。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型激光器工作過(guò)程示意圖；
[0026]圖2為本實(shí)用新型激光器結(jié)構(gòu)功能示意圖；
[0027]圖3為本實(shí)用新型激光器脈沖分離裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]其中:
[0029]1.種子脈沖振蕩器；11.半導(dǎo)體激光器；12.增益光纖；13.波分復(fù)用器、光隔離器、分束器多功能合一器件；
[0030]2.啁啾脈沖展寬器；
[0031]3.光纖預(yù)放大器；31.光纖親合偏振分束器；32.單模光纖放大器；33.第一法拉第旋光反射鏡；
[0032]4.脈沖分離裝置；41.光纖準(zhǔn)直器；42.半波片；43.偏振分束器；44.級(jí)聯(lián)偏振分束晶體；441.第一雙折射晶體；442.第二雙折射晶體；443.第三雙折射晶體；444.第一偏振分束立方；445.第二偏振分束立方；446.第三偏振分束立方；447.直角反射器；
[0033]5.非線性放大壓縮器；51.非線性放大器；52.第二法拉第旋光反射鏡；
[0034]A.初始輸出脈沖展寬脈沖；C.預(yù)放大脈沖；D.分離脈沖；E.高能分離超短脈沖；F.高能超短脈沖。

【具體實(shí)施方式】
[0035]以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明，以便更好地理解本實(shí)用新型。
[0036]如圖1所示，高能量超短脈沖光纖激光器包括種子脈沖振蕩器1、啁啾脈沖展寬器2、光纖預(yù)放大器3、脈沖分離裝置4以及非線性放大壓縮器5，以上五個(gè)部分可組成高能量超短脈沖光纖激光器。
[0037]圖2中所示種子脈沖振蕩器I采用非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模的脈沖振蕩器，使用了半導(dǎo)體激光器11、增益光纖12和波分復(fù)用器、光隔離器、分束器多功能合一器件13，種子脈沖振蕩器I由半導(dǎo)體激光器11提供泵浦能量。
[0038]啁啾脈沖展寬器2可以是對(duì)應(yīng)于種子脈沖振蕩器I的初始輸出脈沖A激光波長(zhǎng)的正常色散光纖、光子晶體光纖、光纖耦合光柵對(duì)或者光纖耦合棱鏡對(duì)，輸出展寬脈沖B激光。
[0039]光纖預(yù)放大器3包含有光纖親合偏振分束器31、單模光纖放大器32和光纖親合的第一法拉第旋光反射鏡33。光纖預(yù)放大器3為雙程增益，使得展寬脈沖B前后兩次經(jīng)過(guò)單模光纖放大器32后，通過(guò)光纖親合偏振分束器31輸出預(yù)放大脈沖C激光。
[0040]光纖預(yù)放大器3的輸出端連接有脈沖分離裝置4，用于將預(yù)放大脈沖C進(jìn)行脈沖分離，產(chǎn)生分離脈沖D。
[0041]脈沖分離裝置4包括一對(duì)光纖準(zhǔn)直器41、一個(gè)半波片42、一個(gè)偏振分束器43和級(jí)聯(lián)偏振分束晶體44 ;脈沖分離裝置4具有兩個(gè)輸出端，其中第一輸出端用于輸出分離脈沖D，第二輸出端作為整個(gè)高能量超短脈沖光纖激光器最終輸出端，輸出高能超短脈沖F。
[0042]所述的級(jí)聯(lián)偏振分束晶體44是由基于雙折射晶體和偏振分束立方的光學(xué)晶體級(jí)聯(lián)組成，依靠光學(xué)晶體對(duì)不同偏振光的延遲效應(yīng)產(chǎn)生分離脈沖；其中雙折射晶體選用礬酸釔晶體。如圖3所示，共級(jí)聯(lián)三個(gè)雙折射晶體和三個(gè)偏振分束立方，分別為第一雙折射晶體441、第二雙折射晶體442、第三雙折射晶體443以及與直角反射器447配合的第一偏振分束立方444、第二偏振分束立方445和第三偏振分束立方446 ；
[0043]依靠調(diào)節(jié)半波片42使入射預(yù)放大脈沖C激光的偏振方向與雙折射晶體的光軸夾角為與45°，預(yù)放大脈沖C分離成ο偏振脈沖和e偏振脈沖，由晶體兩個(gè)偏振方向的折射率差異產(chǎn)生脈沖延時(shí)。通過(guò)級(jí)聯(lián)使用三個(gè)長(zhǎng)度成倍數(shù)關(guān)系的雙折射晶體將入射脈沖進(jìn)行多次分離，相鄰子脈沖的脈沖間隔由長(zhǎng)度最小的第一雙折射晶體441決定。為了更加有效的分離脈沖，產(chǎn)生更多個(gè)子脈沖，可采用如圖3右側(cè)所示的三個(gè)偏振分束立方。通過(guò)選取合適的入射偏振角度，可以將由雙折射晶體分離的脈沖進(jìn)一步分離；入射光經(jīng)由偏振分束立方分為水平偏振和垂直偏振兩個(gè)偏振方向。其中水平偏振光無(wú)偏折的通過(guò)偏振分束立方，而垂直偏振產(chǎn)生90°偏轉(zhuǎn)，在經(jīng)由直角反射器與水平偏振光共線匯合。兩個(gè)偏振方向脈沖延遲差由偏振分束立方和直角反射器447的間隔決定，這樣即可產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間在納秒量級(jí)的脈沖串；脈沖分離裝置4的輸出端與非線性放大壓縮器5的輸入端相連，用于將分離脈沖D注入非線性放大壓縮器5。
[0044]非線性放大壓縮器5，采用雙程增益結(jié)構(gòu)，即輸入的分離脈沖D第一次通過(guò)非線性放大器51后，由第二法拉第反射鏡52反射并第二次通過(guò)該放大器。分離脈沖D第一次通過(guò)該放大器時(shí)進(jìn)行線性的功率放大和脈沖壓縮，第二次通過(guò)該放大器時(shí)產(chǎn)生線性的功率放大和非線性脈沖壓縮；其中，非線性脈沖壓縮是由激光放大過(guò)程中的光譜非線性展寬及放大光纖的負(fù)色散導(dǎo)致的脈沖壓縮共同形成。非線性放大壓縮器5的輸出端與其輸入端為同一端口，高能分離超短脈沖E經(jīng)由非線性放大壓縮器5的輸出端再次進(jìn)入脈沖分離裝置4，實(shí)現(xiàn)脈沖合束，合成一個(gè)高能超短脈沖F激光。
[0045]實(shí)施例所述的分離脈沖放大方法不僅可以克服光纖放大過(guò)程中的過(guò)量的非線性效應(yīng)，而且可以有效利用非線性效應(yīng)克服常規(guī)放大過(guò)程中頻譜窄化效應(yīng)，獲得比注入種子光脈沖更寬的頻譜，進(jìn)而產(chǎn)生小于10fs的脈沖。
[0046]應(yīng)理解，上述實(shí)施例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于供本領(lǐng)域技術(shù)人員了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并非【具體實(shí)施方式】的窮舉，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種高能量超短脈沖光纖激光器，其特征在于:包括種子脈沖振蕩器(I)、啁啾脈沖展寬器⑵、光纖預(yù)放大器(3)、脈沖分離裝置(4)以及非線性放大壓縮器(5);其中 所述種子脈沖振蕩器(I)輸出端與啁啾脈沖展寬器(2)的輸入端連接； 所述啁啾脈沖展寬器(2)的輸出端連接光纖預(yù)放大器(3)，所述啁啾脈沖展寬器(2)引入正啁啾； 所述光纖預(yù)放大器(3)的輸出端連接脈沖分離裝置(4); 所述脈沖分離裝置(4)設(shè)置有兩個(gè)輸出端，其中一個(gè)輸出端連接非線性放大壓縮器(5)的輸入端，另一個(gè)輸出端為激光器的總輸出端； 所述非線性放大壓縮器(5)的輸入端和輸出端為同一端口，其中包含的光纖均為負(fù)色散光纖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能量超短脈沖光纖激光器，其特征在于:所述種子脈沖振蕩器(I)采用非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模、可飽和吸收體鎖?；蚴╂i模脈沖振蕩器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高能量超短脈沖光纖激光器，其特征在于:所述種子脈沖振蕩器(I)采用非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模，包括半導(dǎo)體激光器(11)、增益光纖(12)和波分復(fù)用器、光隔離器、分束器多功能合一器件(13)，所述半導(dǎo)體激光器(11)提供泵浦能量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能量超短脈沖光纖激光器，其特征在于:所述啁啾脈沖展寬器(2)為對(duì)應(yīng)于種子脈沖振蕩器(I)的初始輸出脈沖(A)激光波長(zhǎng)的正常色散光纖、光子晶體光纖、光纖耦合光柵對(duì)或光纖耦合棱鏡對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能量超短脈沖光纖激光器，其特征在于:所述光纖預(yù)放大器(3)包括光纖親合偏振分束器(31)、單模光纖放大器(32)和第一法拉第旋光反射鏡(33);自所述啁啾脈沖展寬器(2)輸入的展寬脈沖(B)經(jīng)所述第一法拉第旋光反射鏡(33)反射兩次經(jīng)過(guò)所述單模光纖放大器(32)，產(chǎn)生的預(yù)放大脈沖(C)經(jīng)所述光纖耦合偏振分束器(31)輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能量超短脈沖光纖激光器，其特征在于:所述脈沖分離裝置(4)包括一對(duì)光纖準(zhǔn)直器(41)、半波片(42)、偏振分束器(43)和級(jí)聯(lián)偏振分束晶體(44);自所述光纖預(yù)放大器(3)輸入的預(yù)放大脈沖(C)依次經(jīng)過(guò)光纖準(zhǔn)直器(41)、半波片(42)、偏振分束器(43)、級(jí)聯(lián)偏振分束晶體(44)和另一個(gè)光纖準(zhǔn)直器(41)，輸出分離脈沖(D)激光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高能量超短脈沖光纖激光器，其特征在于:所述級(jí)聯(lián)偏振分束晶體(44)由雙折射晶體的光學(xué)晶體和/或偏振分束立方的光學(xué)晶體級(jí)聯(lián)組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高能量超短脈沖光纖激光器，其特征在于:所述雙折射晶體為礬酸釔晶體。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高能量超短脈沖光纖激光器，其特征在于:所述偏振分束立方分別與直角反射器(447)配合設(shè)置，所述級(jí)聯(lián)偏振分束晶體(44)由長(zhǎng)度依次成倍數(shù)關(guān)系的第一雙折射晶體(441)、第二雙折射晶體(442)、第三雙折射晶體(443)以及與直角反射器(447)間隔依次成比例的第一偏振分束立方(444)、第二偏振分束立方(445)、第三偏振分束立方(446)順次級(jí)聯(lián)組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的高能量超短脈沖光纖激光器，其特征在于:所述非線性放大壓縮器(5)包括非線性放大器(51)和第二法拉第旋光反射鏡(52);自所述脈沖分離裝置(4)輸入的分離脈沖(D)經(jīng)所述第二法拉第旋光反射鏡(52)反射兩次經(jīng)過(guò)所述非線性放大器(51)，輸出高能分離超短脈沖(E)。
【文檔編號(hào)】H01S3/067GK204243447SQ201420754791
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】曾和平, 郝強(qiáng) 申請(qǐng)人:南京朗研光電科技有限公司