[实用新型]时域脉宽可调的飞秒激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，尤其涉及用于产生不同时域脉宽的飞秒脉冲的一种时域脉宽可调的飞秒激光器。

背景技术

飞秒脉冲具有极短的脉冲宽度、极高的峰值功率和极宽的光谱范围，在强场激光物理、超快化学动力学、微结构材料科学和生命科学等众多领域有着广泛应用。1981年以染料激光为代表的第一代飞秒激光器研制成功，使人类成功进入到飞秒时代；但是染料激光器输出功率低、运转不稳定、维护管理复杂等缺点使其应用范围受到极大的限制。1991年以掺钛蓝宝石固体激光器为代表的第二代飞秒激光器诞生，由于其具有材料稳定性、运转可靠性等优点，使得染料飞秒激光器濒于淘汰，但是固体飞秒激光系统由数百个分离的机械组件和光学元件组成，必须放置在超净、防震、恒温的特定实验室才能保证其正常工作。第三代表飞秒激光器以光纤激光器为代表，光纤特殊的几何结构使其可以获得极高的单次通过增益，并且具有极好的散热效果，但是在单脉冲能量、平均输出功率等技术指标方面，难以与固体激光器相媲美。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题：针对当前飞秒激光器输出脉冲时域脉宽不可调节的技术现状，提出了一种时域脉宽可调的飞秒激光器，该飞秒激光器采用常见的纳秒脉冲激光器或者连续光激光器泵浦光子晶体光纤制作而成，结构简单、成本低廉，更重要的是，通过设计光子晶体光纤的横截面结构参数，该激光器可以输出时域周期从1fs到1ps范围内灵活可调的飞秒脉冲。

为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种时域脉宽可调的飞秒激光器，包括有泵浦激光器、光耦合装置、一段光子晶体光纤，所述泵浦激光器输出端通过耦合装置与一段光子晶体光纤封装而成；所述一段光子晶体光纤为1m长的1fs至1ps的光子晶体光纤。

一种时域脉宽可调的飞秒激光器，所述泵浦激光器为输出脉宽在百皮秒量级以上输出初始长脉冲的长脉冲激光器。

一种时域脉宽可调的飞秒激光器，所述光耦合装置为聚焦透镜光耦合装置，用于将泵浦激光器输出的初始长脉冲光会聚耦合进光子晶体光纤的纤芯；聚焦透镜光耦合装置由聚焦透镜与光纤连接装置连接组成。

一种时域脉宽可调的飞秒激光器，所述光纤连接装置为独根光纤卡接装置。

一种时域脉宽可调的飞秒激光器，所述光纤连接装置为数根光纤卡接装置。

一种时域脉宽可调的飞秒激光器，所述光子晶体光纤为输出1fs至1ps的对应的飞秒脉冲光子晶体光纤；包括：1fs至5.5fs的飞秒脉冲光子晶体光纤、5.5fs至10.9fs的飞秒脉冲光子晶体光纤、10.9fs至50.2fs的飞秒脉冲光子晶体光纤、50.2fs至101.9fs的飞秒脉冲光子晶体光纤、101.9fs至546.7fs的飞秒脉冲光子晶体光纤、546.7fs至1000.2fs的飞秒脉冲光子晶体光纤；

(a)飞秒脉冲1000.2fs的光子晶体光纤结构为：孔直径与孔间距比值d/Λ＝0.88，孔间距为4.0μm；

(b)飞秒脉冲546.7fs的光子晶体光纤结构为：对应孔直径与孔间距比值d/Λ＝0.87，孔间距为3.0μm；

(c)飞秒脉冲101.9fs的光子晶体光纤结构为：对应孔直径与孔间距比值d/Λ＝0.55，孔间距为3.0μm；

(d)飞秒脉冲50.2fs的光子晶体光纤结构为：对应孔直径与孔间距比值d/Λ＝0.39，孔间距为3.0μm；

(e)飞秒脉冲10.9fs的光子晶体光纤结构为：对应孔直径与孔间距比值d/Λ＝0.59，孔间距为4.0μm；

(f)飞秒脉冲5.5fs的光子晶体光纤结构为：对应孔直径与孔间距比值d/Λ＝0.80，孔间距为5.0μm。

一种时域脉宽可调的飞秒激光器，所述泵浦激光器或替换为基于调Q的纳秒激光器，或为连续输出初始长脉冲光的激光器。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下优越性：

一种脉宽可调的飞秒激光器，该飞秒激光器采用常见的纳秒脉冲激光器或者连续光激光器泵浦光子晶体光纤制作而成，结构简单、成本低廉，更重要的是，通过设计光子晶体光纤的横截面结构参数，该激光器可以输出时域周期从1fs到1ps范围内灵活可调的飞秒脉冲。