[发明专利]一种产生激光脉冲串的装置及方法

权利要求书

1.一种产生激光脉冲串的装置，其特征在于：包括脉冲激光器(1)、沿脉冲激光器(1)的出射光路依次设置的光纤耦合器(2)、光纤机构(3)以及光纤准直器(4)；

所述光纤耦合器(2)将脉冲激光器(1)出射的单束激光脉冲耦合进光纤机构(3)；

所述光纤机构(3)包括沿光路传输方向依次连接的入射段光纤(31)、光纤分束单元(32)、多根传输段光纤(33)、光纤合束单元(34)以及出射段光纤(35)；多根传输段光纤(33)的长度依次递增；

所述光纤分束单元(32)用于将入射段光纤(31)传输的单束激光脉冲空间上分为多束子激光脉冲；

所述光纤合束单元(34)用于将多根传输段光纤(33)传输的多束子激光脉冲完成空间合束，使多束子激光脉冲按时序依次传输至出射段光纤(35)；

所述光纤准直器(4)用于将出射段光纤(35)射出的激光脉冲串整形为平行的激光脉冲串。

2.根据权利要求1所述的一种产生激光脉冲串的装置，其特征在于：所述多根传输段光纤(33)依次之间的长度差为0.02m-200m，所述传输段光纤(33)的长度≥0.1m。

3.根据权利要求2所述的一种产生激光脉冲串的装置，其特征在于：所述入射段光纤(31)和出射段光纤(35)的芯径均大于传输段光纤(33)的芯径。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种产生激光脉冲串的装置，其特征在于：所述入射段光纤(31)、传输段光纤(33)和出射段光纤(35)均为多模光纤；

所述光纤耦合器(2)为石英光纤耦合器(2)；

所述光纤准直器(4)为石英光纤准直器(4)；

所述脉冲激光器(1)为产生纳秒级脉宽的脉冲激光器(1)；

所述激光脉冲为单束激光脉冲。

5.根据权利要求4所述的一种产生激光脉冲串的装置，其特征在于：所述入射段光纤(31)和出射段光纤(35)的芯径取值范围均为60μm-1100μm；

所述传输段光纤(33)的芯径取值范围为50μm-600；

所述脉冲激光器(1)出射的单束激光脉冲宽度为8ns。

6.根据权利要求5所述的一种产生激光脉冲串的装置，其特征在于：所述入射段光纤(31)和出射段光纤(35)的芯径均为1000μm；

所述传输段光纤(33)的芯径为600μm，传输段光纤(33)的光纤数量为七根，七根传输段光纤(33)依次之间的长度差为3m；

所述相邻的传输段光纤(33)传输的子激光脉冲时间间隔为15ns。

7.根据权利要求6所述的一种产生激光脉冲串的装置，其特征在于：所述光纤分束单元(32)采用熔融拉锥分束，能量分布均匀性大于95％；

所述光纤合束单元(34)采用熔融拉锥合束。

8.一种产生激光脉冲串的方法，基于权利要求1至7任一所述的一种产生激光脉冲串的装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1、脉冲激光器(1)发出单束激光脉冲；

S2、通过光纤耦合器(2)，将单束激光脉冲耦合进光纤机构(3)的入射段光纤(31)；

S3、单束激光脉冲经入射段光纤(31)传输至光纤分束单元(32)，光纤分束单元(32)将单束激光脉冲分为多束子激光脉冲，实现激光脉冲空间维度上的分开；

S4、子激光脉冲经过不同长度的传输段光纤(33)，依次到达光纤合束单元(34)，实现激光脉冲由空间维度分开向时间维度分开的演化；

S5、子激光脉冲依次经光纤合束单元(34)后，完成空间合束，并按时序依次传送至出射段光纤(35)；

S6、经出射段光纤(35)依次射出的多个子激光脉冲形成激光脉冲串，且入射至光纤准直器(4)，经过光纤准直器(4)准直为平行的激光脉冲串，获得所需激光脉冲串。