[发明专利]一种多波长飞秒拉曼光纤激光器

说明书

本发明涉及一种多波长飞秒拉曼光纤激光器，使用的自相似脉冲放大方法主动利用了光纤中的非线性效应，通过调节脉宽控制部中脉冲的峰值功率，使主放大部激光具有更高的峰值功率，从而引发高阶拉曼效应，展宽脉冲光谱，并同时可以得到多阶斯托克斯及反斯托克斯辐射，实现多波长输出。最终产生了中心波长为1030nm，光谱范围为860‑1330nm多波长的飞秒激光。由于在高功率放大工程中，各个斯托克斯及反斯托克斯辐射均有较高强度。因此，所得到的各个波长的激光也具有超高峰值功率，较宽的光谱宽度，以及飞秒量级的时间宽度。而这些也是其他多波长激光器所不具备的优点。

技术领域

本发明涉及一种激光器，特别涉及一种多波长飞秒拉曼光纤激光器。

背景技术

当今光纤激光器因为其对于光纤器件兼容性好、光束质量好、成本较低等特点，在激光器的发展中凸显出尤为重要的地位。而多波长光纤激光器作为一种可以输出多波长激光的光源，在光纤传输、光学检测，以及光纤通信系统等方面均有着广泛的应用前景。超快光纤激光器如飞秒光纤激光器则具有单脉冲能量高，热影响区域小等更多优势。因此更多的应用在微纳加工、医疗手术器件、超分辨率成像、中远红外遥感等各领域。目前，国内能够实现多波长输出的高能量超快光纤激光器报道很少，因此多波长飞秒激光器的开发也显得更为重要。

目前多波长光纤激光器的结构多种多样，实现多波长输出的方法也多有不同。现有的方法有使用目前一般采用相位调制器或频移器实现多波长输出。线型腔结构进行级联，通过保偏取样光纤光栅和多个宽带光纤光栅以及多段有源光纤交叉连接实现了单纤多波长激光输出。又或者采用特殊的多芯有源光纤设计，来实现并联方式或者锥形光纤等方式来实现多波长输出。现有手段都有各自的局限性。由相位调制器或频移器实现的多波长输出，无法实现飞秒量级短脉冲输出。现有方法对于各种光纤光栅的排布以及特殊原件设计本身成本较高，且可能会导致能量利用率低下，输出激光功率不高等问题。

发明内容

本发明是针对光纤飞秒激光器无法在多个波长分别实现超短脉冲输出的问题，提出了一种多波长飞秒拉曼光纤激光器，实现高功率多波长的飞秒激光输出。

本发明的技术方案为：一种多波长飞秒拉曼光纤激光器，信号依次传递的激光振荡部、预放大部、脉宽控制部以及主放大部及压缩部，种子光由激光振荡部发出，导入预放大部中，预放大部为多级级联放大，实现多级放大后输出进入脉宽控制部进行脉宽压缩后，输出到主放大部及压缩部中的主放大部光子晶体光纤中产生自相位调制效应，得到多波长的高功率激光再进入主放大部及压缩部中的压缩部压缩成飞秒量级的激光，最终输出多波长飞秒激光。

所述多级级联放大由多级相同的放大部串联而成，每一级级联放大部包括依次连接的隔离器、光波分复用器、掺杂光纤以及给光波分复用器提供泵浦光的泵浦装置。

所述多级级联放大部还包括增加声光调制器，以调制输出光的重复频率。

所述脉宽控制部包括第一透镜，第一反射镜，第二反射镜，第一二分之一波片，脉宽控制部光隔离器，第二二分之一波片，第三反射镜，衍射光栅对，第四反射镜以及第五反射镜；

激光通过第一透镜聚焦后，依次通过第一反射镜和第二反射镜反射再经过第一二分之一波片后经过脉宽控制部光隔离器隔离后，经过第二二分之一波片，绕过第三反射镜，由衍射光栅对对脉宽进行压缩，经衍射光栅对压缩过后的激光由第三反射镜、第四反射镜反射返回衍射光栅对使激光得到两次压缩，压缩后的激光由第五反射镜反射后进入主放大及压缩部中。

所述主放大及压缩部包括第二透镜，光子晶体光纤，第一二向色镜，泵浦源，第三透镜，第六反射镜，第三二分之一波片，第七反射镜，透射光栅对，第八反射镜以及第九反射镜；