[发明专利]皮秒光纤种子激光器

说明书

本发明公开了一种皮秒光纤种子激光器，包括：光纤振荡器、光纤预放大器和光纤主放大器；光纤主振荡器包括半导体可饱和吸收镜、第一增益光纤、光栅、第一半导体泵浦源、第一波分复用器和第一光纤隔离器；光纤预放大器包括第二波分复用器、第二泵浦源、第二增益光纤、声光调制器和第二光纤隔离器；光纤主放大器包括第三波分复用器、第三半导体泵浦源和第三增益光纤。本发明实施例的皮秒光纤种子激光器，具有较高的单脉冲能量和输出功率，降低对后续放大器的增益能力的要求。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种皮秒光纤种子激光器。

背景技术

大功率皮秒激光器在材料加工、生物医疗、高精度激光卫星测距和激光雷达与大气探测等领域具有非常广泛的应用。但受限于光学元器件损伤阈值等因素，直接从锁模振荡器和调Q振荡器中获得的脉冲激光的能量是有限的。目前通常采用对种子激光器输出的种子脉冲进行放大的方式获得大功率皮秒激光器。

种子激光器一般分为基于半导体泵浦技术的固体种子激光器和基于光纤技术的光纤种子激光器。固体种子激光器不仅结构复杂和体积大的缺陷，其用于锁模的可饱和吸收镜承受较高的功率和热量，寿命通常小于1500小时，导致固体种子激光器的稳定性较差，为了满足长使用寿命需求(例如，大于10000小时)，需要对可饱和吸收镜频繁换点，使得固体种子激光器具有较高的维护成本。相比之下，光纤种子激光器的可饱和吸收镜上承受的功率和热量会低很多，使用寿命也会长很多，即使可饱和吸收镜不换点，光纤种子激光器也可以具有较长的使用寿命(例如，大于10000小时)，除此之外，光纤种子激光器还具有结构简单、制作成本低等优点，使得光纤种子激光器成为激光器供应商的首选。

但是目前皮秒光纤种子激光器的输出能量较低，仅为几个纳焦，对后续放大器的增益能力提出了很高要求。

发明内容

本发明实施例提供一种皮秒光纤种子激光器，以解决皮秒光纤种子激光器的输出能量低，对后续放大器的增益能力提出了很高要求的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

提供了一种皮秒光纤种子激光器，包括：光纤振荡器、光纤预放大器和光纤主放大器；其中，

所述光纤主振荡器包括半导体可饱和吸收镜、第一增益光纤、光栅、第一半导体泵浦源、第一波分复用器和第一光纤隔离器，所述半导体可饱和吸收镜和所述光栅组成光纤激光谐振腔，所述第一增益光纤为设置在所述光纤激光谐振腔中的工作物质，所述光栅的一端与第一波分复用器的合束端连接，所述第一半导体泵浦源与所述第一波分复用器的泵浦端连接，所述第一波分复用器的信号端与所述第一光纤隔离器的输入端相连，所述第一光纤隔离器的输出端与所述光纤预放大器的输入端相连；

所述光纤预放大器包括第二波分复用器、第二泵浦源、第二增益光纤、声光调制器和第二光纤隔离器，所述第二波分复用器的信号端与所述第一光纤隔离器的输出端相连，所述第二波分复用器的泵浦端与所述第二半导体泵浦源相连，所述第二波分复用器的合束端与第二增益光纤的一端相连，所述第二增益光纤的另一端与所述声光调制器的一端相连，所述声光调制器的另一端与所述第二光隔离器的输入端相连，所述第二光隔离器的输出端与所述光纤主放大器相连；

所述光纤主放大器包括第三波分复用器、第三半导体泵浦源和第三增益光纤，所述第三波分复用器的信号端与所述第二光隔离器的输出端相连，所述第三波分复用器的泵浦端与所述第三半导体泵浦源相连，所述第三波分复用器的合束端与所述第三增益光纤的一端连接，所述第三增益光纤的另一端熔接无源光纤跳线。

在本发明实施例中，皮秒光纤种子激光器包括光纤振荡器、光纤预放大器和光纤主放大器，即具有一级振荡两级放大的结构，能够实现对光纤振荡器产生的皮秒脉冲的两级放大，从而具有较高的单脉冲能量和输出功率，进而降低对后续放大器的增益能力的要求。

附图说明