[发明专利]一种基于Burst模式的短脉冲激光器系统及控制方法

说明书

本发明实施例提供一种基于Burst模式的短脉冲激光器系统及控制方法，包括外控制电路、光振荡级模块、模式匹配器和光放大级模块，其中：外控制电路，用于生成触发信号，并将触发信号发送到光振荡级模块，以用于控制光振荡级模块；其中，触发信号为脉冲电信号，包括泵浦触发信号和调Q触发信号；光振荡级模块，用于根据接收到的所述触发信号，生成窄脉冲激光；模式匹配器，用于对窄脉冲激光的尺寸进行调整，并将尺寸调整后的窄脉冲激光发送到光放大级模块；光放大级模块，用于对尺寸调整后的窄脉冲激光进行放大处理，生成基于Burst模式的短脉冲激光。本发明实施例可在大范围工作重频下，保持短脉冲激光串稳定输出，且脉冲宽度近似稳定不变。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种基于Burst模式的短脉冲激光器系统及控制方法。

背景技术

在现有的激光器中，高增益调Q固体亚纳秒激光器具有输出峰值功率高和稳定性好的优点，在精细加工、生物医疗和光谱分析等领域都有广泛应用。但由于高增益固体调Q激光器自身产热高，增益区域内热效应问题严重，限制了其进一步应用。

为了改善激光器热性能，大部分高增益固体调Q激光器采取低重频脉冲泵浦工作，或者限制增益区泵浦功率密度的方式，导致短脉冲的高重频应用受到限制。并且，在调整激光器工作重频的时候，调Q激光器脉宽一般会随着重频上升而显著变宽，这也对高重频调Q激光的使用带来了不良影响。

因此，现在亟需一种基于Burst模式的短脉冲激光器系统及控制方法来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种基于Burst模式的短脉冲激光器系统及控制方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于Burst模式的短脉冲激光器系统，包括外控制电路、光振荡级模块、模式匹配器和光放大级模块，其中：

所述外控制电路的输出端口连接所述光振荡级模块的输入端口，用于生成触发信号，并将所述触发信号发送到所述光振荡级模块，以用于控制所述光振荡级模块；其中，所述触发信号为脉冲电信号，包括泵浦触发信号和调Q触发信号；

所述光振荡级模块，用于根据接收到的所述触发信号，生成窄脉冲激光；

所述模式匹配器的进光侧设置在所述光振荡级模块的出光侧之后，用于对所述窄脉冲激光的尺寸进行调整，并将尺寸调整后的窄脉冲激光发送到所述光放大级模块；

所述光放大级模块的进光侧设置在所述模式匹配器的出光侧之后，用于对尺寸调整后的窄脉冲激光进行放大处理，生成基于Burst模式的短脉冲激光。

进一步地，所述光振荡级模块包括振荡级泵浦源、振荡级增益介质和调Q器件，其中：

所述振荡级泵浦源，用于执行所述泵浦触发信号的控制指令，将振荡级泵浦脉冲发射到所述振荡级增益介质；

所述振荡级增益介质，用于为振荡级泵浦脉冲提供增益区域；

所述调Q器件，用于根据所述调Q触发信号，对增益后的振荡级泵浦脉冲进行调Q，以得到窄脉冲激光。

进一步地，所述模式匹配器包括耦合透镜和法拉第隔离器，其中：

所述耦合透镜的进光侧设置在所述光振荡级模块的出光侧之后，用于对窄脉冲激光的尺寸进行调整，以使得尺寸调整后的窄脉冲激光和所述光放大级模块的放大级泵浦脉冲进行匹配；

所述法拉第隔离器设置在所述耦合透镜的出光侧之后，用于隔离所述光放大级模块光学表面返回的激光。

进一步地，所述模式匹配器还包括四分之一波片，所述四分之一波片设置在所述法拉第隔离器输出端之后，用于对窄脉冲激光的偏振状态进行调整。

进一步地，所述光放大级模块包括第一光放大级模块和第二光放大级模块，其中：