[发明专利]脉冲压缩器及飞秒脉冲激光器

说明书

本发明涉及一种脉冲压缩器及采用该脉冲压缩器的飞秒脉冲激光器，该脉冲压缩器包括衍射光栅、导光单元和平面反射镜组，入射光经导光单元反射至衍射光栅后被展宽为线形光，在平面反射镜组与衍射光栅的配合下，线形光经过多次光栅衍射后收缩为点光，并输出至导光单元形成出射光。采用反射式单衍射光栅与平面反射镜组配合，可以使脉冲展宽器中引入的色散可以被补偿，调整平面反射镜组与衍射光栅之间的距离可以调整补偿色散的大小，使输出脉冲的脉宽被压缩至最短，实现低重频、高能量、高峰值功率的飞秒脉冲激光输出，可有效降低飞秒脉冲激光器的调节难度，简化飞秒脉冲激光器的结构，缩小飞秒脉冲激光器的体积。

技术领域

本发明属于激光器技术领域，尤其涉及飞秒激光器，具体涉及一种脉冲压缩器及采用该脉冲压缩器的飞秒脉冲激光器。

背景技术

高脉冲能量、高峰值功率的飞秒脉冲光纤激光器在工业精密加工等领域都有非常重要的应用。采用啁啾脉冲放大实现的飞秒光纤激光器拥有更小的体积，更易于系统调节，但是采用常规方法实现的啁啾脉冲放大系统仍存在一些弊端，如包括以下问题：

(1)常规的激光器中脉冲展宽器是利用一对光栅来实现的，两光栅之间存在相差，需要进行相位修正，调节难度大而且增加系统的复杂程度；

(2)常规的激光器中功率主放大级采用的增益光纤为大模场双包层光纤，泵浦光吸收效率偏低，由于光纤结构的限制使其难以在实现高功率激光输出的同时保证输出激光的模式分布，导致在较高功率条件下输出激光的光束质量较差，影响实际使用效果；

(3)常规的激光器中的脉冲压缩器是利用一对光栅来实现的，要想实现较好的压缩效果，必须保证光栅之间保持极高的平行度，调节难度大而且增加系统的复杂程度，不利于系统的长期稳定性。

发明内容

本发明实施例涉及一种脉冲压缩器及采用该脉冲压缩器的飞秒脉冲激光器，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例涉及一种脉冲压缩器，包括衍射光栅、导光单元和平面反射镜组，入射光经所述导光单元反射至所述衍射光栅后被展宽为线形光，在所述平面反射镜组与所述衍射光栅的配合下，所述线形光经过多次光栅衍射后收缩为点光，并输出至所述导光单元形成出射光。

作为实施例之一，所述平面反射镜组包括第一折叠镜和第二折叠镜；

所述线形光被反射至所述第一折叠镜，经所述第一折叠镜反射后光路折返至所述衍射光栅进行二次衍射，

二次衍射光被反射至所述第二折叠镜，经所述第二折叠镜反射后光路折返至所述衍射光栅进行三次衍射，

三次衍射光被反射至所述第一折叠镜，经所述第一折叠镜反射后光路折返至所述衍射光栅进行四次衍射，

四次衍射光被反射至所述导光单元形成所述出射光，且与所述入射光传输方向相逆。

作为实施例之一，所述导光单元为导光反射镜，用于入射光的导入和出射光的导出。

本发明实施例涉及一种飞秒脉冲激光器，包括通过激光光路依次连接的飞秒种子源、脉冲展宽器、脉冲功率放大机构及脉冲压缩器，所述脉冲压缩器采用如上所述的脉冲压缩器。

作为实施例之一，所述脉冲展宽器包括保偏光纤。

作为实施例之一，所述脉冲功率放大机构包括功率主放大器，所述功率主放大器包括第一泵浦模块和第一增益光纤，所述第一增益光纤为保偏光子晶体光纤。

作为实施例之一，所述脉冲功率放大机构还包括频率调制器和至少一级脉冲预放大器，所述频率调制器布置于其中相邻的两级脉冲预放大器之间或布置于末级脉冲预放大器与所述功率主放大器之间。

作为实施例之一，各所述脉冲预放大器均包括第二泵浦模块和第二增益光纤，各所述第二增益光纤均为保偏光纤。