[实用新型]一种百瓦级高功率全保偏光纤放大器

说明书

本实用新型公开了一种百瓦级高功率全保偏光纤放大器，包括沿光路依次设置的全光纤保偏激光振荡器、第一级保偏预放大器、第二级保偏预放大器、第三级保偏预放大器和第四级保偏主放大器；全光纤保偏激光振荡器用于产生稳定的线偏振的种子锁模激光脉冲，第一级保偏预放大器用于产生第一级预放大光，第二级保偏预放大器用于放大第一级保偏预放大光产生第二级预放大光，第三级保偏预放大器用于放大第二级保偏预放大光产生第三级预放大光，第四级保偏主放大器用于放大第三级保偏预放大光产生第四级主放大光。本实用新型利用高掺杂的掺镱光纤缩短了增益光纤的长度，体积小，稳定性好，最终获得输出功率高、单脉冲能量高、光束质量好的皮秒激光脉冲输出。

技术领域

本实用新型涉及光纤激光器领域，具体涉及一种百瓦级高功率全保偏光纤放大器。

背景技术

超短脉冲光纤激光器体积小巧，工作稳定易于维护，系统的热管理机制也比较简单，输出的高功率超短脉冲激光具有更好的光束质量，较高的光光转换效率以及比较低的成本等等，所以它在医疗、军事、工业加工、高速光纤通信、精密计量等领域有着广阔的应用前景。由于相干合成、光频转换等一些特殊领域的要求，随机偏振激光输出的超短脉冲激光器已经不能满足其需要，所以高功率线偏振光纤激光器已经成为当今光学领域中重要的研究课题。但是，高功率下光纤激光器会出现非线性效应、光纤热损伤等，尤其是在保偏光纤激光器中，非线性效应产生的阈值会相应地下降，形成相当多的热积累，这些都限制了保偏光纤激光器功率及单脉冲能量的提升，影响光纤激光器的输出性能，不能满足激光在工业加工、国防工业等领域的需求。因此，如何提高保偏光纤激光器的功率及单脉冲能量已经成为本领域技术人员亟待解决的重要课题。

发明内容

为了背景技术的缺陷，解决功率及单脉冲能量提升问题，本实用新型提供了一种百瓦级高功率全保偏光纤放大器。

本实用新型公开了一种百瓦级高功率全保偏光纤放大器，包括：沿光路依次设置的全光纤保偏激光振荡器、第一级保偏预放大器、第二级保偏预放大器、第三级保偏预放大器和第四级保偏主放大器；

所述第一级保偏预放大器包括沿光路依次设置的第二保偏高掺杂单模掺镱光纤和单模保偏光纤展宽器，所述第二级保偏预放大器包括沿光路设置的保偏高掺杂大模场双包层掺镱光纤，所述第三级保偏预放大器包括沿光路设置的保偏高掺杂大模场双包层掺镱光纤，所述第四级保偏主放大器包括沿光路依次设置的保偏高掺杂大模场双包层掺镱光纤和大功率输出端帽。所述保偏高掺杂大模场双包层掺镱光纤的包层泵浦吸收系数为14—20dB/m。保偏高掺杂单模掺镱光纤的包层泵浦吸收系数为240—300dB/m。

作为本实用新型的进一步改进，所述全光纤保偏激光振荡器包括第一泵浦单模半导体激光器以及沿光路依次设置的半导体可饱和吸收体、第一保偏波分复用器、第一保偏高掺杂单模掺镱光纤、保偏光纤耦合输出器和保偏宽带高反的光纤布拉格光栅；

在线型腔中，所述保偏宽带高反的光纤布拉格光栅作为谐振腔的一个腔镜，所述半导体可饱和吸收体作为谐振腔的另外一个腔镜；所述锁模振荡器通过使用高掺杂掺镱光纤及控制振荡器中各器件尾纤长度等措施缩短谐振腔长度，使锁模振荡器实现数十兆赫兹的稳定脉冲序列输出；所述第一泵浦单模半导体激光器通过光纤尾纤与所述第一保偏波分复用器相连，所述保偏光纤耦合输出器与所述第一级保偏预放大器相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述全光纤保偏激光振荡器为非保偏半导体可饱和吸收体激光振荡器或保偏半导体可饱和吸收体激光振荡器。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一级保偏预放大器还包括第一保偏高功率光隔离器、第二泵浦单模半导体激光器、第二保偏波分复用器和保偏单模光纤展宽器；