[发明专利]光纤-固体混合放大激光系统

说明书

本发明公开了一种光纤‑固体混合放大激光系统，包括：光路上依次连接的皮秒光纤激光器、光纤隔离器、第一半波片、光隔离器、第一偏振分光棱镜、第一耦合透镜、LD双端面泵浦的固体激光放大器；还包括将LD双端面泵浦的固体激光放大器输出的放大激光耦合到LD侧面泵浦的固体激光放大器的第二耦合透镜、LD侧面泵浦的固体激光放大器。该系统能够发射65MW高峰值功率、光束质量因子M²＝1.30的激光，满足激光频率变换、微加工、激光打标等领域的广泛应用。

技术领域

本发明属于激光领域，具体涉及一种光纤-固体混合放大激光系统。

背景技术

高峰值功率、高光束质量的超短脉冲激光在激光频率变换、微加工、激光打标等领域有着广泛的应用。

目前国内激光加工行业常用激光光源的峰值功率大约在几十千瓦到几百千瓦量级，进一步提高光源的峰值功率成为一个科研难点。光纤激光器的优点在于光束质量好，并且通过锁模技术可以获得很窄的脉冲宽度，缺点在于提高峰值功率时光纤极易损坏。固体激光器可以承受非常高的峰值功率，但是固体激光器输出的脉冲宽度一般为十几到几十纳秒，直接获得亚纳秒甚至皮秒脉冲比较复杂，很难通过缩短脉冲宽度来提高激光脉冲。

结合上述两种激光器优势的光纤和固体混合的激光放大器，可以通过对光束质量的有效控制获得高功率高光束质量的激光放大系统。但是，采用光纤激光器作为种子源，利用Nd:YVO₄晶体固体放大器作为放大级的激光系统，其峰值功率很难达到10MW量级。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种光纤-固体混合放大激光系统，该系统能够发射65MW高峰值功率、光束质量因子M²＝1.30的激光，满足激光频率变换、微加工、激光打标等领域的广泛应用。

本发明的技术方案为：

一种光纤-固体混合放大激光系统，包括：

皮秒光纤激光器，产生种子光；

光纤隔离器，限制所述种子光沿光向传播，并隔离经光纤回波反射的光；

第一半波片，将所述光纤隔离器出射的种子光的偏振态旋转预定夹角，调节种子光的功率，以实现对不同种子光功率增益的研究；

第一偏振分光棱镜，透射所述第一半波片出射的种子光中的P偏振光；

第一耦合透镜，将来自于所述第一偏振分光棱镜的P偏振光耦合到LD双端面泵浦的固体激光放大器；

LD双端面泵浦的固体激光放大器，对接收的P偏振光进行双通放大，射出放大激光；

光隔离器，设置于所述第一半波片与第一偏振分光棱镜之间，用于隔离依次经所述第一耦合透镜、第一偏振分光棱镜原路返回的放大激光中的P偏振光，并将该P偏振光改变成S偏正光后全部反射至第二耦合透镜，防止放大激光中的P偏振光对所述种子光造成损伤；

第二耦合透镜，将来自于所述光隔离器的S偏振光耦合到LD侧面泵浦的固体激光放大器；

LD侧面泵浦的固体激光放大器，对接收的S偏振光进行双通放大，射出最终放大激光。

作为优选，所述第一偏振分光棱镜与所述第一耦合透镜之间还设有若干个调节光路的反射镜。

作为优选，所述第一耦合透镜与所述LD双端面泵浦的固体激光放大器之间还设有若干个调节光路的反射镜。

作为优选，所述光隔离器与所述第二耦合透镜之间设有若干个调节光路的反射镜。

作为优选，所述第二耦合透镜与所述LD侧面泵浦的固体激光放大器之间的光路上依次设有第三半波片、反射镜以及薄膜偏振片；所述第三半波片与所述薄膜偏振片用于调节S偏振光的偏振态，所述反射镜用于调节光路。