[发明专利]1000-1100nm波长可调谐飞秒激光系统

权利要求书

1.一种1000-1100nm波长可调谐飞秒激光系统，其特征在于，是使用1.5μm波段飞秒激光源泵浦一段光子晶体光纤令该1.5μm的飞秒激光源产生孤子频移，同时在1-1.1μm处获得色散波输出，后用光栅滤波器截取该色散波的1-1.1μm波段进行自相似放大以及脉冲压缩，得到<100fs的近变换极限脉冲输出。

2.根据权利要求1所述1000-1100nm波长可调谐飞秒激光系统，其特征在于，该系统包括第一单元、第二单元、第三单元、第四单元、第五单元和第六单元，所述第一单元用于获得光谱平滑的色散波，所述第二单元为光栅滤波器，所述第三单元为激光源功率放大器，所述第四单元为脉冲整形装置(10)，所述第五单元为自相似放大器，所述第六单元为脉冲压缩装置；

所述第一单元包括激光源(1)和第一准直器(3)，所述激光源(1)和所述第一准直器(3)之间连接有光子晶体光纤(2)；

所述光栅滤波器由一块反射光栅(4)和一个光纤耦合器(5)构成，所述第一单元所输出的光谱平坦的色散波通过所述光栅滤波器获得光谱在1-1.1μm范围的飞秒激光脉冲源，通过改变所述光纤耦合器(5)的位置以获得不同中心波长的光以及改变其光谱宽度；

所述激光源功率放大器包括泵浦源(6)、波分复用器(7)、增益光纤(8)和第二准直器(9)；所述光栅滤波器输出的飞秒激光脉冲源与所述泵浦源(6)泵浦光经所述波分复用器(7)后进入所述增益光纤(8)中，经所述增益光纤(8)放大后的脉冲通过第二准直器(9)输出，并进入所述脉冲整形装置(10)，实现对脉冲预啁啾的调整、脉冲能量的调节以及脉冲整形；而后，经过脉冲整形装置(10)的脉冲经过所述自相似放大器进行自相似放大；

所述自相似放大器包括依次布置在所述脉冲整形装置(10)输出端的第一凸透镜(11)、掺Yb³⁺的保偏双包层光纤(12)、第二凸透镜(13)，第一双色镜(14)、第三凸透镜(15)和二极管激光器(16)；所述第一凸透镜(11)、掺Yb³⁺的保偏双包层光纤(12)和第二凸透镜(13)按照与所述脉冲整形装置(10)的输出端为同一水平线布置；在所述第一双色镜(14)的反射方向放置第二双色镜(17)，以调整脉冲方向；

在所述第二双色镜(17)的脉冲输出方向上放置所述脉冲压缩装置，所述脉冲压缩装置包括第一平面反射镜(18)和第二平面反射镜(21)，所述第一平面反射镜(18)和第二平面反射镜(21)之间布置有由两个平行的光栅构成的一对光栅对；所述第一平面反射镜(18)的位置放置在使得第二双色镜(17)出射的光不经过该第一平面反射镜(18)，而自第二平面反射镜(21)返回的光能打在该第一平面反射镜(18)上被反射输出，第二平面反射镜(21)与入射光线垂直。

3.根据权利要求2所述1000-1100nm波长可调谐飞秒激光系统，其特征在于，所述自相似放大器中，由二极管激光器(16)反向泵浦，泵浦源发出发散泵浦光，经第三凸透镜(15)准直整形，均匀的将光束打在前置的第一双色镜(14)上，通过光路进入所述掺Yb³⁺的保偏双包层光纤(12)进行增益；经过自相似放大后的脉冲依次经过第二凸透镜(13)和由所述第一双色镜(14)及第二双色镜(17)构成的一对双色镜输出。

4.根据权利要求2或3所述1000-1100nm波长可调谐飞秒激光系统，其特征在于，所述脉冲整形装置(10)包括的器件有半波片(101)、偏振分光棱镜(102)、第一反射镜(103)、第二反射镜(107)、一个角镜(106)和由第一反射光栅(104)和第二反射光栅(105)构成的一对反射光栅对；其中，所述半波片(101)和所述偏振分光棱镜(102)用于调整光脉冲的能量，所述一对反射光栅对用于调整光脉冲的预啁啾；

上述所有器件的位置关系如下：

所述半波片(101)后依次水平地布置有所述偏振分光棱镜(102)和第一反射光栅(104)；调整所述第一反射光栅(104)合适的反射角度，在所述第一反射光栅(104)相应的光出射位置布置第二反射光栅(105)，调整第二反射光栅(105)的角度使得其输出光为水平输出，沿所述第二反射光栅(105)的出光方向放置所述角镜(106)，使得所述角镜(106)出射的光爬高后再依次经过所述第二反射光栅(105)和第一反射光栅对(104)，在所述第一反射光栅(104)的出射光方向放置第一反光镜(103)，调整第一反光镜(103)的反射方向，在所述第一反光镜(103)的反射光方向放置第二反射镜(107)，最终使得第二反射镜(107)反射输出的光与入射光平行。