[发明专利]一种高功率2微米中红外掺铥光纤皮秒激光器

权利要求书

1.一种2微米中红外掺铥光纤皮秒激光器，其特征在于，包括全光纤激光振荡器(10)、光纤展宽器(40)、第一级预放大模块、第二级预放大模块以及主放大器(60)；

所述全光纤激光振荡器(10)用于产生2微米的锁模脉冲激光；

所述第一级预放大模块用于将所述锁模脉冲激光的功率进行第一次预放大；

所述光纤展宽器(40)用于将第一次预放大后的锁模脉冲激光进行脉冲展宽；

所述第二级预放大模块用于将脉冲展宽后的锁模脉冲激光的功率进行第二次预放大；

所述主放大器(60)用于将第二次预放大后的锁模脉冲激光的功率进行主放大，并将其输出。

2.如权利要求1所述的一种2微米中红外掺铥光纤皮秒激光器，其特征在于，所述全光纤激光振荡器(10)包括半导体可饱和吸收镜(11)、第一单模掺铥光纤(12)、部分反射的光纤布拉格光栅(13)、波分复用器(14)、1550nm单模半导体激光器(15)、第二单模掺铥光纤(16)、光纤耦合输出器(17)以及第一光纤隔离器(18)；

所述1550nm单模半导体激光器(15)用于产生泵浦光，泵浦光通过波分复用器(14)输入并泵浦第一单模掺铥光纤(12)，使第一单模掺铥光纤(12)中产生受激辐射，得到种子光；种子光在半导体可饱和吸收镜(11)和光纤布拉格光栅(13)之间来回振荡；当种子光的增益大于损耗时，通过波分复用器(14)输出2微米的锁模脉冲激光；锁模脉冲激光依次通过第二单模掺铥光纤(16)、光纤耦合输出器(17)以及第一光纤隔离器(18)后进入所述多级预放大器；

其中，所述第二单模掺铥光纤(16)用于吸收后续光路的形成的反馈光；

所述光纤耦合输出器(17)包括两个端口，其中一个端口用于输出锁模脉冲激光，另一个端口用于探测锁模脉冲激光的稳定性；

所述第一光纤隔离器(18)用于隔离后续光路的形成的反馈光。

3.如权利要求1所述的一种2微米中红外掺铥光纤皮秒激光器，其特征在于，所述第一级预放大模块包括第一级预放大器(20)与第二级预放大器(30)，第二级预放大模块包括第三级预放大器(50)；

所述锁模脉冲激光依次通过第一级预放大器(20)与第二级预放大器(30)进行两级预放大；

所述脉冲展宽后的锁模脉冲激光通过第三级预放大器(50)进行第二次预放大。

4.如权利要求3所述的一种2微米中红外掺铥光纤皮秒激光器，其特征在于，所述第一级预放大器(20)包括第一多模半导体激光器(21)、第一光纤合束器(22)、第一双包层掺铥光纤(23)以及第一光纤隔离器(24)；

所述第一多模半导体激光器(21)用于产生第一泵浦光；

所述第一光纤合束器(22)用于将所述第一泵浦光和锁模脉冲激光耦合输入第一双包层掺铥光纤(23)；

所述第一双包层掺铥光纤(23)用于在第一泵浦光的泵浦下，为锁模脉冲激光提供增益介质，实现锁模脉冲激光的第一级预放大，然后将第一级预放大后的锁模脉冲激光通过所述第一光纤隔离器(24)进入第二级预放大器(30)；

所述第一光纤隔离器(24)用于隔离后续光路形成的反馈光。

5.如权利要求4所述的一种2微米中红外掺铥光纤皮秒激光器，其特征在于，所述第二级预放大器(30)包括第二多模半导体激光器(31)、第二光纤合束器(32)、第二双包层掺铥光纤(33)、第一水冷板(34)以及第二光纤隔离器(35)；

所述第二多模半导体激光器(31)用于产生第二泵浦光；

所述第二光纤合束器(32)用于将所述第二泵浦光和第一级预放大后的锁模脉冲激光耦合输入第二双包层掺铥光纤(33)；

所述第二双包层掺铥光纤(33)用于在第二泵浦光的泵浦下，为第一级预放大后的锁模脉冲激光提供增益介质，实现锁模脉冲激光的第二级预放大，得到完成第一次预放大的锁模脉冲激光，然后将第一次预放大后的锁模脉冲激光通过第二光纤隔离器(35)进入光纤脉冲展宽器(40)；

所述第二光纤隔离器(35)用于隔离后续光路形成的反馈光；

所述第一水冷板(34)用于放置并冷却所述第二双包层掺铥光纤(33)。