[实用新型]高功率皮秒脉冲型掺镱全光纤激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤激光器，尤其是一种高功率皮秒脉冲型掺镱全光纤激光器，属于光纤及激光技术领域。 

背景技术

光纤激光器是以掺杂稀土元素的光纤为增益介质的激光器，通过掺杂不同的稀土元素，如饵（Er），镒（Yb），铥（Tm），钬（Ho），钕（Nd）等，光纤激光器的工作波段覆盖了从紫外到中红外。与其他激光器相比，光纤激光器具有激光工作阈值低，能量转化率高、输出光束质量好、结构紧凑稳定、无需光路调整、散热性能好、寿命长和无需维护等鲜明特点，因此得到快速发展以及广泛地应用。 

相比于连续型光纤激光器，脉冲型的光纤激光器能提供相对高的峰值功率和脉冲能量，更有利于在某些领域的应用，比如深度打标，精细加工，非线性光学等。高功率纳秒脉冲激光器的研制及产业化已经比较成熟，市场上纳秒脉冲激光器产品的功率已经达到200W，此类激光器已经广泛应用于工业加工领域，但是在某些应用领域，比如精细加工，精细切割等领域，脉冲宽度需要在皮秒量级，因此研制一种高功率皮秒脉冲型全光纤激光器并将其产业化具有重要的经济效益及社会效益。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种整个系统只需风冷，且体积小、光斑优、工作稳定可靠、维护简单的高功率全光纤化的皮秒脉冲激光系统。 

本实用新型是通过以下技术方案加以实现的。 

一种高功率皮秒脉冲型掺镱全光纤激光器，其特征在于：它包括主振荡器（1）和功率放大器（2）两部分组成， 

所述的主振荡器是一种使用半导体饱和吸收体（SESAM）作为锁模元件的锁模光纤激光器（见图2），它包括一个半导体饱和吸收体（3），它的输出尾纤连接于掺镱光纤（4），掺镱光纤（4）另一端连接啁啾光纤光栅（5），此啁啾光纤光栅（5）一方面作为激光腔的腔镜，另一方面在1um附近提供反常色散，光栅（5）另一端与波分复用器（WDM）（6）合束端口连接，单模半导体泵浦激光器（7）与波分复用器（6）的泵浦端连接，波分复用器（6）的信号端与隔离器（8）输入端连接，隔离器（8）输出端与功率放大器（2）输入端连接，

或所述的主振荡器是工作在1微米波段的脉冲宽度为皮秒量级的带尾纤的增益开关型脉冲半导体激光器（见图3），它包括一个电脉冲驱动器（13），波长工作在1um波段的带尾纤的半导体激光器（14），电脉冲驱动器输出皮秒量级电流脉冲驱动半导体激光器输出皮秒激光脉冲，

所述的功率放大器是由一个或几个光纤放大级组成的光纤放大器，其中每个光纤放大级包括：一个光纤合束器（10），光纤合束器（10）的信号端接种子源（1）或前一级光纤放大级的输出端，光纤合束器（10）的泵浦端接泵浦激光器（9），光纤合束器（10）的输出端与增益光纤（大模场掺镱光纤）（11）相连，每一个光纤放大级之间焊接一个光纤隔离器（8），最后一级光纤放大级输出端接一个石英玻璃端帽（12），

所述的主振荡器（1）中，使用的单模半导体泵浦激光器（7）是带尾纤的半导体激光器，工作波长是915纳米，940纳米或者978纳米。

所述的功率放大器（2）中，使用的泵浦激光器（9）可以是带尾纤的半导体激光器，工作波长是915纳米，940纳米或者978纳米，所使用的泵浦激光器（9）还可以是掺镱光纤激光器，采用同带泵浦方式对大模场掺镱光纤进行抽运。 

    所述的功率放大器（2）中，对大模场掺镱光纤的抽运可以采用正向泵浦方式（见图4），还可以采用反向泵浦方式（见图5）或者正向反向泵浦方式并用（见图6）。 

    所述的功率放大器（2），输出端熔有石英玻璃端帽，呈8度以上倾斜角并在端面镀有信号光防反射膜，以抑制自激振荡。 

本实用新型的优点在于它实现了高功率全光纤化的皮秒脉冲激光系统，整个系统只需风冷，而且体积小、光斑优、稳定可靠、维护简单。 

附图说明

图1是本实用新型的一种结构图示图。 

图2是本实用新型中主振荡器的第一种结构示意图。 

图3是本实用新型中主振荡器的第二种结构示意图。 

图4是本实用新型中功率放大器的一种结构示意图。 

图5是本实用新型中功率放大器的另一种结构示意图。 

图6是本实用新型中功率放大器的再一种结构示意图。