[发明专利]薄片双脉宽输出激光器及激光输出方法

说明书

本发明提供一种薄片双脉宽输出激光器，包括：飞秒激光器；偏振分光模块，用于将所述飞秒激光器输出的激光脉冲分为两路激光束；其中一路激光束依次通过第一反射镜、第一薄膜偏振片、第一法拉第旋光器、第一半波片及第一偏振片导入第一再生放大器内振荡放大后经第一色散光栅色散补偿后输出；另一路激光束通过第二啁啾体布拉格光栅展宽到2.7ps后，依次通过第二反射镜、第二薄膜偏振片、第二法拉第旋光器、第二半波片、以及第二偏振片导入第二再生放大器内振荡放大后经第二色散光栅色散补偿后输出。还提供一种激光输出方法。上述装置和方法中能同时输出双脉宽激光。

技术领域

本发明涉及一种薄片激光放大器，特别是涉及一种薄片双脉宽输出激光器。

背景技术

随着激光加工业的发展超快激光在工业、科研领域发挥着越来越重要的作用，对于一些形如泵浦探测以及LIBS的应用来说，需要使用预激光与靶物质进行作用，之后经过一定的延时后主激光再与其发生相互作用，这就对激光光源提出了一定的要求，需要其产生两种不同脉冲的激光脉冲输出，并且两者的延时可调。

常见的高功率皮秒激光放大器有INNOSLAB构型、棒状Nd:YVO4构型以及薄片构型，其基本的思路是首先固体或者光纤锁模激光器作为种子注入到后续放大器中，放大级采用再生或者行波放大的结构放大到100W或者更高的功率。飞秒激光器分为20-30fs以及300-900fs脉宽两种类型，前者对应的脉宽更窄需要采用增益带宽较宽的钛宝石作为增益介质，由于钛宝石一般为块状结构，其平均功率一般较低；而对于后者由于脉宽较宽，其对增益介质的增益带宽要求较低，一般可以采用Yb:YAG/Yb：KYW/Yb:KGW薄片晶体作为增益介质，虽然输出脉宽较宽但是输出的功率可以更高。对于双脉宽激光器，一种常见的做法是使用飞秒的种子源注入到飞秒放大器中，放大完再使用分束器将激光分为两路，接着对两束脉冲分别进行色散控制，从而获得两种脉冲宽度的输出。该方法一般产生的激光功率较低。

专利CN201075571Y提出了一种调q电路切换方案的双脉冲输出激光器，当使用长脉宽驱动电路时可以获得较长的调q脉冲输出，而且换到短脉宽驱动电路时则获得较短的调q脉冲输出。该方案可以获得几纳秒和几百纳秒两种脉宽的激光脉冲输出，但是不能同时输出两种脉宽的激光。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种能同时输出双脉宽的薄片双脉宽输出激光器。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

一种薄片双脉宽输出激光器，其特征在于，包括：

飞秒激光器；

偏振分光模块，用于将所述飞秒激光器输出的激光脉冲分为两路激光束；

其中一路激光束依次通过第一反射镜、第一薄膜偏振片、第一法拉第旋光器、第一半波片及第一偏振片导入第一再生放大器内振荡放大后经第一色散光栅色散补偿后输出百飞秒激光；另一路激光束通过第二啁啾体布拉格光栅展宽后，依次通过第二反射镜、第二薄膜偏振片、第二法拉第旋光器、第二半波片、以及第二偏振片导入第二再生放大器内振荡放大后经第二色散光栅色散补偿后输出皮秒激光。

在其中一个实施例中，所述第一再生放大器和所述第二再生放大器为驻波型再生放大器、行波再生放大器或行波放大器。

在其中一个实施例中，所述第一再生放大器均包括第一端镜、第一电光晶体、第一四分之一波片、所述第一偏振片、第三反射镜、第四反射镜、薄片增益模块、第五反射镜和第二端镜。

在其中一个实施例中，所述第二再生放大器均包括第三端镜、第二电光晶体、第二四分之一波片、所述第二偏振片、第六反射镜、第四端镜，所述第二再生放大器与所述第一再生放大器共用所述第四反射镜、所述薄片增益模块及所述第五反射镜。

在其中一个实施例中，所述薄片增益模块为Yb:YAG薄片晶体、Yb:KGW薄片晶体、Yb:KYW薄片晶体或钛宝石薄片晶体。