[发明专利]一种基于啁啾光纤光栅的锁模光纤激光放大系统

说明书

技术领域

本发明涉及激光放大技术领域，特别涉及一种基于啁啾光纤光栅的 锁模光纤激光放大系统

背景技术

通常，使用最广泛的是掺杂稀土材料的激光介质包括掺杂Yb³⁺Nd³⁺、Er^3+、Ho³⁺、Tm3+等离子材料。最普遍的掺Yb³⁺离子光纤激光器在 970～978nm半导体激光泵浦下发出1.0-1.61μm的激光英国南安普顿大 学已经制备出1800W高功率激光器。此外南安普顿大学还对掺Er³⁺光纤 激光器进行了长时间研究制造出了激光波长位于通信窗口的Er³⁺光纤激 光器，其输出功率达到150W。美国NPPhotonoics公司亚利桑那大学也 制造出性能优良的掺Er³⁺光纤激光器并且进行了实际应用。位于美国马萨 诸塞州牛津市的IPG公司设计出准连续高脉冲能量YSL-600、 6000-QCM-AC型号的光纤激光器平均功率600W最高峰值功率6000W最 大脉冲持续时间10ms最大占空比10其转换效率达到30可进行快速加 工、焊接、打孔等工艺操作。

光纤激光器具有体积小、重量轻、转换效率高、输出激光光束质量 好等优点，因此近年来得到迅猛发展。特别是锁模光纤激光器由于能够 超短脉冲激光，在探测诊断、生物医药、精密微加工和军事等众多领域 有着广阔的前景，光纤激光锁模技术近些年来发展迅速。但是，由于光 纤色散严重影响锁模效果，当泵浦功率提高到一定程度，引发脉冲分裂。 所以为了得到高峰值功率的超快锁模脉冲，锁模光纤激光器需要后级的 放大整形装置。

因此，需要一种能有效利用宽带啁啾光纤光栅和色散补偿光纤对低 能量锁模脉冲激光放大的基于啁啾光纤光栅的锁模光纤激光放大系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于啁啾光纤光栅的锁模光纤激光放大 系统，所述的放大系统包括锁模光纤激光器、波分复用器、泵浦源和增 益光纤，所述放大系统还包括第一啁啾光纤、第二啁啾光纤、第一环形 器、第二环形器和色散补偿光纤；

所述锁模激光器的输出端与第一环形器连接，所述第一啁啾光纤短 周期的一端与所述第一环形器连接；

所述色散补偿光纤输出端与第二环形器连接，所述第二啁啾光纤长 周期的一端与所述第二环形器连接；

所述第一环形器输出端依次连接波分复用器、增益光纤、色散补偿 光纤输入端；所述波分复用器与泵浦源的输出端连接；

所述第一啁啾光纤与所述第二啁啾光纤相反设置，通过所述第一啁 啾光纤短周期的一端引入的激光长波分量时延长，短波分量时延短，通 过所述第二啁啾光纤光栅长周期的一端引入的激光短波分量时延长，长 波分量时延短，所述第一啁啾光纤与所述第二啁啾光纤引起的激光时延 相反。

在一个方面，所述的激光放大系统，所述的泵浦源包括激光器和尾 纤。

在一个方面，所述的激光放大系统，所述激光器的功率大于600mW， 所述激光器输出的激光中心波长为975nm。

在一个方面，所述的激光放大系统，所述尾纤为单模光纤。

在一个方面，所述的激光放大系统，所述的锁模激光器输出的锁模 激光波长为1μm-2μm。

在一个方面，所述的激光放大系统，所述的增益光纤为高浓度保偏 掺铒光纤。

本发明提供的一种基于啁啾光纤的锁模光纤激光放大系统，通过第 一啁啾光纤实现脉冲放大和色散补偿光纤实现色散补偿，后通过第二啁 啾光纤实现脉冲压缩，最终实现了能量放大的目的，整个系统采用全光 纤结构，易于实现产业化。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解 释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实 施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1示意性示出了本发明啁啾光纤光栅脉冲展宽的系统示意图；

图2示出了本发明啁啾光纤光栅脉冲放大示意图；

图3示出了本发明实施例中激光从啁啾光纤短周期的一端反射的工 作原理图；

图4示出了本发明啁啾光纤光栅脉冲压缩示意图；