[发明专利]基于不同掺杂浓度增益光纤的高功率皮秒光纤激光系统

权利要求书

1.一种基于不同掺杂浓度增益光纤的高功率皮秒光纤激光系统，其特征在于，本发明提出的高功率皮秒光纤激光系统由皮秒种子源、预防大级和功率放大级组成，种子源、预防大级和功率放大级顺序排列，

首先，选取皮秒种子源，考虑种子脉冲的脉冲宽度、脉冲重复频率参数，使得皮秒种子脉冲经过光纤激光放大链路之后，在实现高平均功率输出的同时，脉冲宽度和脉冲峰值功率也在可接受的范围内，即满足应用所需的要求，同时不会在光纤激光放大器中激发受激拉曼散射；

然后，在预防大级中使用纤芯直径小的高掺杂增益光纤，把皮秒种子源提供的种子光放大，作为功率放大级的信号光；

最后，在功率放大级中使用纤芯直径较大的普通掺杂增益光纤，把预防大级提供的信号光放大到所要求的功率水平。

2.根据权利要求1所述的一种基于不同掺杂浓度增益光纤的高功率皮秒光纤激光系统，其特征在于，所述的高功率皮秒光纤激光系统中的皮秒种子源可以是皮秒光纤激光器，也可以是其它类型的皮秒激光器。

3.根据权利要求1所述的一种基于不同掺杂浓度增益光纤的高功率皮秒光纤激光系统，其特征在于，所述预防大级中由N个光纤激光放大器级联，N是大于或者等于1的正整数，在1- N个光纤激光放大器中采用浓度相同或不同、纤芯直径相同或不同的掺杂增益光纤。

4.根据权利要求1所述的一种基于不同掺杂浓度增益光纤的高功率皮秒光纤激光系统，其特征在于，所述功率放大级中采用的掺杂增益光纤浓度低于预防大级所用到的掺杂增益光纤浓度，后者的泵浦吸收系数为前者的2倍以上。

5.根据权利要求1所述的一种基于不同掺杂浓度增益光纤的高功率皮秒光纤激光系统，其特征在于，所述功率放大级中的掺杂增益光纤，通过计算光纤的归一化频率                                                ，，其中D是纤芯直径，NA是纤芯数值孔径， 是激光工作波长，选取只能支持较少模式的纤芯直径值。

6.根据权利要求1所述的一种基于不同掺杂浓度增益光纤的高功率皮秒光纤激光系统，其特征在于，所述的高功率皮秒光纤激光系统可以为空间结构，也可以是全光纤一体化的结构。

7.根据权利要求1所述的一种基于不同掺杂浓度增益光纤的高功率皮秒光纤激光系统，其特征在于，所述的高功率皮秒光纤激光系统中采用的掺杂增益光纤可以为掺镱、钕、铒、铥、钬、铋不同类型的掺稀土元素光纤，根据所需的激光工作波长来进行选择。

8.根据权利要求1所述的一种基于不同掺杂浓度增益光纤的高功率皮秒光纤激光系统，其特征在于，所述的高功率皮秒光纤激光系统中采用的掺杂增益光纤可以为普通的折射率导引型光纤，也可以是光子晶体光纤。

9.根据权利要求1所述的一种基于不同掺杂浓度增益光纤的高功率皮秒光纤激光系统，其特征在于，所述的高功率皮秒光纤激光系统中采用的掺杂增益光纤可以单包层光纤，也可以是双包层光纤；

所述的高功率皮秒光纤激光系统中采用的掺杂增益光纤可以是偏振保持光纤，也可以是非偏振保持光纤。