[发明专利]一种直接调制光纤激光器

说明书

技术领域

本申请属于激光技术领域，具体地说，涉及一种直接调制光纤激光器。

背景技术

脉冲光纤激光器是指对激光器谐振腔中增益及损耗进行控制实现激光谐振腔内能量的周期性释放，得到瞬间高能量的激光输出。具有峰值功率高，单脉冲能量强等优点在激光打标、激光切割、激光测距等领域应用广泛。

目前工业应用的脉冲光纤激光器主要采用调Q技术或锁模技术得到脉冲的种子激光输出，再经激光放大系统，实现高功率脉冲激光输出。其中调Q技术主要采用在激光谐振腔内加入声光或电光等调制晶体对谐振腔进行开关控制实现脉冲输出，其脉冲能量和平均功率通常较小，脉冲能量的提升受限于光纤端面阈值的限制。锁模光纤激光器常采用可饱和吸收体、Kerr镜等，采用单模光纤实现脉冲激光输出，其结构复杂，输出脉冲宽度窄，在光纤通信中应用广泛，由于有源光纤中非线性效应的限制锁模结构光纤激光器难以实现高脉冲能量激光输出。

发明内容

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种直接调制光纤激光器，采用全光纤化结构，对半导体激光器泵浦源的驱动电流进行周期性调制，实现高能量脉冲光纤激光器输出。

为了解决上述技术问题，本申请公开了一种直接调制光纤激光器，其包括PC控制端、信号处理端、调制信号输出端、驱动信号输出端、信号监控端、种子激光系统、激光放大系统、以及激光输出端；其中，PC控制端对光纤激光器参数进行控制，信号处理端接收PC控制端信号并进行处理，形成驱动种子激光系统的脉冲调制信号及驱动激光放大系统的连续信号；激光放大系统对种子激光系统输出光进行放大，实现高能量的脉冲激光在激光输出端输出，激光输出端采用一定隔离作用的输出器，对应用中回返光进行有效隔离。

根据本发明的一实施方式，其中上述PC控制端通过计算机软件程序对光纤激光器的重复频率、脉冲信号及输出功率参数进行控制。

根据本发明的一实施方式，其中上述信号处理端采用CPLD器件接收PC控制端的控制信号，并对控制信号进行处理；处理包括根据重复频率、脉冲宽度信号进行处理形成调制电流信号输出；根据功率信号进行处理形成驱动电流信号输出；且信号处理端接收信号监控端信号进行监控。

根据本发明的一实施方式，其中上述调制信号输出端接收信号处理端的调制信号，对种子激光系统中半导体激光器进行直接调制，实现脉冲泵浦光输出。

根据本发明的一实施方式，其中上述驱动信号输出端接收信号处理端的驱动信号，对激光放大系统中泵浦源进行驱动。

根据本发明的一实施方式，其中上述信号监控端对种子激光系统及激光放大系统中激光信号进行监控，并反馈至信号处理端，实现光路的保护。

根据本发明的一实施方式，其中上述种子激光系统，包括2×2光纤耦合器、种子有源光纤、（1+1）×1合束器构成的环形谐振腔，直接调制的半导体激光器提供脉冲的激励源，激光在环形谐振腔内多次循环放大，形成脉冲种子激光输出。

根据本发明的一实施方式，其中上述种子激光系统，包括高反光栅、种子有源光纤、低反光栅构成的线性谐振腔，直接调制的半导体激光器提供脉冲的激励源，激光在线性谐振腔内多次反射放大，形成脉冲种子激光输出。

根据本发明的一实施方式，其中上述激光放大系统包括泵浦源、（N+1）×1合束器、放大有源光纤，激光放大系统对种子激光系统输出的脉冲光进行能量放大；同时在激光放大前采用滤波器、隔离器对种子激光光谱优化。

与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：

1）本发明采用直接调制的电流对种子系统的泵浦源进行调制，实现脉冲激光输出，整个系统为全光纤化系统，避免分立元件中光学端面对激光的反射，有效提高激光系统的稳定性。

2）本发明可通过计算机对输出脉冲的重复频率及脉冲宽度进行调节控制，有利于工业应用。

3）本发明中在种子激光系统及激光放大系统均设有激光信号监控窗口，保证整机系统工作过程的稳定性，同时对意外情况导致的激光异常情况进行监控，对整机的安全性进行保护。

当然，实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本发明一实施方式的直接调制光纤激光器线框图；