[实用新型]一种可见波段的全光纤脉冲激光系统

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及一种可见波段的全光纤脉冲激光系统。

[背景技术]

近两年，空天技术与空间科学的发展对激光技术提出了越来越高的要求，一个亟待解决的问题就是修正大气湍流效应以提高对外太空行星和恒星定位的精确度，如太阳望远镜上的自适应光学系统。但是，并非总能在待测量目标附近的天区找到足够亮的参考定位星，如果参考定位星距离待测量目标太远，两个方向上波前扭曲并不相同，会令成像质量严重变差。一种有效的解决办法是使用激光技术人工制造出一颗参考定位星，称为激光导星。由于在地球大气层的中间层，高度约为80-90km，有一层稀薄的钠原子。这些钠原子受到激发，能够发射出波长为589nm的钠黄光，即可以用作导星。但这需要大功率、高性能的激光光源。

589nm钠黄光激光除了在激光钠导星方面的有重要应用，同时在激光雷达、激光医疗、舞台表演、城市观景、国防军事和科学研究等领域有广泛的应用前景。一般的，获得589nm光源的方式主要有染料激光技术、拉曼光纤激光技术与全固态和频激光技术三种方案。①染料激光技术，染料激光器由于功率低、染料退化、能耗高等一系列问题，已经很少被采用。②1178nm拉曼光纤激光器及放大器，结合非线性晶体的腔外倍频技术，该方案需要1178nm的窄线宽光源和为拉曼放大器特殊设计的泵浦源，以及外腔腔长、激光偏振稳定、和温度控制技术。特别是光纤激光的偏振态难以稳定控制，1178nm拉曼激光的非线性倍频难以稳定且倍频效率一般非常低，另外为获得高功率，整个方案复杂，实现起来困难。③全固态方案，如和频1064nm和1319nm的双波长Nd:YAG激光器，即1064nm+1319nm→2×589nm，该方案对镀膜要求极其严格，而且很难实现对基频光功率的控制及不同波长脉冲的时域匹配，极难使黄光激光的平均功率达到1W以上。因此，上述三种技术方案所涉及的装置复杂、很难获得高功率或大脉冲能量、成本昂贵、稳定性差，很难进入实质应用阶段。

[实用新型内容]

本实用新型克服了上述技术的不足，提供了一种可见波段窄线宽可调谐全光纤脉冲激光系统，通过采用非线性光纤光学频率变换技术，即六波混频技术（或称为级联四波混频技术）来实现系统皮秒脉冲激光的波长可调、窄线宽、高峰值和高平均功率。

为实现上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种可见波段的全光纤脉冲激光系统，包括有用于输出锁模脉冲激光的脉冲振荡器100，所述脉冲振荡器100的输出端连接有用于提高锁模脉冲激光平均功率的光纤预放大器200，所述光纤预放大器200的输出端连接有用于对锁模脉冲激光实现高平均功率放大和产生非线性混频的六波混频放大器300，六波混频放大器300输出端连接有用于对所需波段的锁模脉冲激光进行带通滤波并实现准直输出的输出滤波器400，所述输出滤波器400的输出端作为该系统的输出端。

所述的脉冲振荡器100包括第一波分复用器102，所述第一波分复用器102输入端连接有第一半导体激光注入端101，所述第一波分复用器102复合输出端通过第一增益光纤103与分束器104的输入端连接，所述分束器104反馈输出端顺次通过可饱和吸收体105、第一光隔离器106与第一波分复用器102的反馈输入端连接，所述分束器104输出端作为脉冲振荡器100的输出端。

所述的光纤预放大器200包括第二波分复用器202，所述第二波分复用器202一输入端通过第二光隔离器201与脉冲振荡器100的输出端连接，所述第二波分复用器202另一输入端连接有第二半导体激光注入端204，所述第二波分复用器202输出端连接有第二增益光纤203，所述第二增益光纤203的另一端作为光纤预放大器200的输出端。

所述的六波混频放大器300包括泵浦合束器302，所述泵浦合束器302种子光输入端通过第三光隔离器301与光纤预放大器200的输出端连接，所述泵浦合束器302的泵浦输入端连接有泵浦源304，所述泵浦合束器302输出端连接有第三增益光纤303，所述第三增益光纤303另一端作为六波混频放大器300的输出端。

所述的输出滤波器400包括带通滤波器401，所述带通滤波器401的输入端与六波混频放大器300的输出端连接，所述带通滤波器401的输出端连接有准直输出器402，所述准直输出器402输出端作为输出滤波器的400的输出端。

所述泵浦源304至少为六个，所述所有泵浦源304与泵浦合束器302的泵浦输入端连接。

所述第三增益光纤303为保偏双包层增益光纤、非保偏双包层增益光纤、螺旋手性结构增益光纤或光子晶体增益光纤。

本实用新型的有益效果是：