[发明专利]一种皮秒脉冲光纤激光器

说明书

本发明涉及激光领域，提供了一种皮秒脉冲光纤激光器，包括锁模皮秒脉冲光纤激光器种子源、一级放大系统、第一带通光纤滤波器、二级放大系统、声光调制器、第二带通光纤滤波器、三级放大系统、四级放大系统以及输出端帽；声光调制器的开关周期和开门时间可调，通过调节开关周期调节脉冲输出频率，通过调节开门时间调节脉冲个数，以获得低频、高峰值功率的激光脉冲。本发明由声光调制器进行频率调制，获得低频皮秒脉冲，再通过各级放大系统获得稳定低频高峰值功率的皮秒激光脉冲。其结构简单，将若干通用型的器件进行特殊的合理的设计，使其功能巧妙配合，实现稳定的频率可调的高峰值功率皮秒激光输出，在激光加工处理等领域具有广阔的应用。

技术领域

本发明属于激光技术领域，特别涉及一种皮秒脉冲光纤激光器。

背景技术

超短脉冲光纤激光器在通信、军事、工业加工、医学、光信息处理、全色显示和激光印刷等领域具有广阔的应用前景。其最直接的应用就是作为超快光源，形成多种时间分辨光谱技术和泵浦/探测技术，作为超快激光放大器的种子光源，可用于光纤型光参量振荡器与放大器系统，并可使用周期性极化铌酸锂(PPLN)进行高效倍频或频率转换。它的发展带动了物理、化学、生物、材料与信息科学的研究进入微观超快过程领域。特别在工业加工领域中的蓝宝石加工、FPD加工、PCB刻写、半导体材料加工以及热敏材料的处理等方面有着难以取代的优势。

高峰值功率皮秒脉冲光纤激光器作为高功率皮秒脉冲光纤激光器中的一种，现有的技术方案中较普遍的是用皮秒级半导体激光器作为种子源，以MOPA方式放大来实现。该方法依赖于半导体激光器的脉冲调制，一般只能得到脉宽为几百皮秒的脉冲输出，难以得到脉宽达到几十皮秒的脉冲，从而难以实现很高的峰值功率输出。也有应用皮秒脉冲光纤激光器作为种子源转接固体放大器或者杆状大芯径光纤放大器进行高峰值功率放大的方案，显然，这样的系统不可避免的出现光纤输出与空间光转换的过程，如此难免会对系统输出的稳定性、系统的可靠性产生严重的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种皮秒脉冲光纤激光器，旨在获得稳定的、高峰值功率的窄带皮秒脉冲激光。

本发明是这样实现的，一种皮秒脉冲光纤激光器，包括依次设置的锁模皮秒脉冲光纤激光器种子源、一级放大系统、第一带通光纤滤波器、二级放大系统、声光调制器、第二带通光纤滤波器、三级放大系统、四级放大系统以及输出端帽；所述锁模皮秒脉冲光纤激光器种子源输出高频皮秒光脉冲，所述声光调制器的开关周期和开门时间可调，通过调节所述开关周期调节脉冲输出频率，通过调节所述开门时间调节每个所述开关周期内输出的皮秒光脉冲个数，所述声光调制器的开关频率小于所述锁模皮秒脉冲光纤激光器种子源的光脉冲输出频率，以获得低频、高峰值功率的激光脉冲。

本发明采用锁模皮秒脉冲光纤激光器种子源输出高频皮秒光脉冲，通过一级放大系统和二级放大系统进行能量放大，并由声光调制器对输出频率进行调制，获得低频皮秒脉冲，再通过三级放大系统和四级放大系统进行放大，获得稳定的、低频的、高峰值功率皮秒激光脉冲，输出峰值功率可高达几百千瓦，且通过调节声光调制器的开门周期和开门时间使输出频率及脉冲个数可调。本发明结构简单，将若干通用型的器件进行特殊的合理的设计，使其功能巧妙配合，实现稳定的频率可调的高峰值功率皮秒激光输出。该皮秒脉冲激光器可作为高性能超短脉冲光源，在通信、军事、工业加工、医学、光信息处理、全色显示和激光印刷等领域具有广阔的应用，特别在工业加工领域中的蓝宝石加工、FPD加工、PCB刻写、半导体材料加工以及热敏材料的处理等方面有着难以取代的优势。

附图说明

图1是本发明实施例提供的皮秒脉冲光纤激光器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的锁模皮秒脉冲光纤激光器种子源输出的脉冲频率示意图；

图3是本发明实施例提供的经过声光调制器调制后的一种脉冲频率示意图；

图4是本发明实施例提供的经过声光调制器调制后的另一种脉冲频率示意图；