[发明专利]一种百皮秒至纳秒脉冲宽度可调的固体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体激光器，特别涉及一种百皮秒至纳秒脉冲宽度可调的固体激光器，属于激光领域。

背景技术

具有窄脉冲宽度、大能量的固体激光器在激光医疗、非线性光学、精密加工和激光通信领域具有广泛的应用前景。目前为了获得较大能量的亚纳秒或皮秒脉冲的输出，往往需要采用半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模技术获得纳焦耳量级的锁模序列，再结合再生放大器获得毫焦耳的输出，最后通过行波放大器对脉冲进行进一步放大。这种方式的结构相对复杂，且再生放大器对信号的控制提出了更高的要求，价格也相对昂贵，从而限制了其在某些领域的应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的采用锁模技术结合放大技术获得窄脉冲宽度、大能量的激光结构复杂、成本高的问题，提供一种百皮秒至纳秒脉冲宽度可调的固体激光器。

本发明所述的一种百皮秒至纳秒脉冲宽度可调的固体激光器包括由种子光激光器1、光隔离器2、整形器一3、偏振器件一4、放大器一5、偏振器件二6、SBS脉冲压缩器7、整形器二8和放大器二9；

种子光激光器1产生的线性偏振光依次经过光隔离器2、整形器一3、偏振器件一4、放大器一5和偏振器件二6后，进入SBS脉冲压缩器7，从SBS脉冲压缩器7返回的光依次经过偏振器件二6、放大器一5、偏振器件一4、整形器二8和放大器二9后，从放大器二9出射；

偏振器件一4用于使水平方向偏振的激光透射，垂直方向偏振的激光反射；偏振器件二6用于使正向和反向两次通过该器件的光偏振态发生偏转，即水平偏振光两次通过该器件后变成垂直偏振光，垂直偏振光两次通过该器件后变成水平偏振光。

受激布里渊散射(StimulatedBrillouinScattering，简称SBS)，是一种能够有效获得激光脉冲压缩的技术手段，同时，有结构简单、相位共轭和输出的Stokes光的光束质量好等特性。因此，利用SBS技术获得具有结构简单且能量较大的超短脉冲激光输出具有重要的研究意义，也是推动超短脉冲激光器工程应用的关键动力。

本发明的获得的一种百皮秒至纳秒脉冲宽度可调的固体激光器，可通过控制SBS脉冲压缩器的工作物质、结构及长度，获得不同脉冲宽度，实现百皮秒至纳秒脉冲宽度可调的激光输出；通过控制放大器一与放大器二的延时和电压，获得不同的能量输出；该结构简单，成本相对现有的技术更为低廉，输出能量大，且输出为光束质量好的激光。

附图说明

图1为实施方式二所述的一种百皮秒至纳秒脉冲宽度可调的固体激光器的结构示意图；

图2至图6为实施方式一中的五种不同结构的SBS脉冲压缩器7；

图7至图13为实施方式七中的七种不同结构的整形器；

图14是实施方式一中输出压缩后脉冲的波形图，压缩后脉冲宽度约为5ns；

图15是实施方式一中输出压缩后脉冲的波形图，压缩后脉冲宽度约为600ps；

图16是实施方式一中输出压缩后脉冲的波形图，压缩后脉冲宽度约为500ps；

图17是实施方式一中输出压缩后脉冲的波形图，压缩后脉冲宽度约为400ps。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图9、图14至图17说明本实施方式，本实施方式所述的一种百皮秒至纳秒脉冲宽度可调的固体激光器包括由种子光激光器1、光隔离器2、整形器一3、偏振器件一4、放大器一5、偏振器件二6、SBS脉冲压缩器7、整形器二8和放大器二9；

种子光激光器1产生的线性偏振光依次经过光隔离器2、整形器一3、偏振器件一4、放大器一5和偏振器件二6后，进入SBS脉冲压缩器7，从SBS脉冲压缩器7返回的光依次经过偏振器件二6、放大器一5、偏振器件一4、整形器二8和放大器二9后，从放大器二9出射；

偏振器件一4用于使水平方向偏振的激光透射，垂直方向偏振的激光反射；偏振器件二6的功能是使正向和反向两次通过该器件的光偏振态发生偏转，即水平偏振光两次通过该器件后变成垂直偏振光，垂直偏振光两次通过该器件后变成水平偏振光。

种子光激光器1产生线性偏振、窄激光线宽输出。光隔离器2可以使激光单向传输。偏振器件一4可实现某一偏振方向的光透过，其他偏振方向的光反射。偏振器件二6可将两次通过的激光进行偏振态的反转(s光与p光之间转换)；SBS脉冲压缩器7能够实现注入激光的脉冲压缩。SBS脉冲压缩器7可采用多种结构，如图2至图6所示。