[发明专利]一种同步光谱可重叠的多波长脉冲激光器

说明书

本发明提供了一种同步光谱可重叠的多波长脉冲激光器，通过对每个光波的固设波长进行区分设置，使不同激光波长转换和输出模块对应各自预定波长的光波，并且光波提取部件对经过功率放大、频谱展宽之后的光波进行了限制，所以最后输出的光谱之间虽然可有相互重叠，但相互之间不会有影响；每个激光波长转换和增益、输出模块相对独立，多个不同波长的激光光波分别占用不同的模块，不再像传统激光器那样多个波长共用同一个增益介质，因而不会造成传统多波长激光器的各个波长激光的相互竞争和串扰；此外本发明提供的多波长脉冲激光器还具有光脉冲在谐振腔内可单向循环传播，也可依靠反射部件双向循环传播，使得同一激光器输出的多波长光波脉冲具有相同重复速率从而实现同步输出的优点。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种同步光谱可重叠的多波长脉冲激光器。

背景技术

同步多波长相干超短脉冲激光在超快科学领域如时间解析泵浦探测光谱，非线性显微，光参量放大，以及相干脉冲合成等技术中有广泛的应用，这些应用需要特定间隔的光波相互作用，并且要求输出波之间实现精准的同步。

由于现有的多波长脉冲激光器多波长之间会产生竞争问题，多波长的输出需要依靠液氮对掺铒光纤进行冷却、引入偏振烧孔效应、在环形腔内引入移频器或相位调制器、特殊结构的掺铒光纤或特殊腔结构、引入依赖波长的损耗、利用非线性效应引入依赖光强的损耗等各种技术解决；其次是同步输出困难问题，也需要依靠PID控制的有源同步、主从腔注入锁定、频率锁定、稳定温度等多种技术进行解决；多波长的输出依靠的是同一个梳状滤波器，它是由许多按一定频率间隔排列的通带构成，多波长光谱不能重叠，输出波长间隔受限，如果想同时得到同步且相互之间没有影响的多波长，则需要多波长激光器配合复杂的同步装置。(如图6是光谱重叠的多波长激光器光谱的示意图，图7是光谱不重叠的多波长激光器光谱的示意图)

传统的多波长激光器如果多个滤波器重叠后造成平坦宽带通无法形成多波长激光，如图8，图中的中心波长为λ1、λ2、λ3的三个通带形成的梳状滤波器重叠后形成了中心波长为λ2一个宽带通带的滤波器，三波长的光波经过此种情况下的滤波器后输出中心波长为λ2的单波长光波。

激光器在工作时，由激励源提供能量使增益介质达到粒子数反转，从而能对增益带宽范围内的光提供光辐射和增益，并在谐振腔的反馈下产生特定波长的激光，传统的多波长激光器共用一个增益介质，会消耗高能级粒子数争夺增益，导致多波长之间会有相互影响。

发明内容

本发明的实施例提供了一种同步光谱可重叠多波长脉冲激光器，用于解决现有技术中存在的同步输出多种波长光波的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种同步光谱可重叠的多波长脉冲激光器，其特征在于，包括用于处理光脉冲的谐振腔，谐振腔内具有多个沿光脉冲传播方向布置的激光波长转换和输出模块，每个激光波长转换和输出模块包括沿光脉冲传播方向依次布置的光波增益部件、光波提取部件、分光部件；

光波增益部件用于放大光脉冲的光波的功率，还用于对光脉冲的光波进行频谱展宽，获得频谱展宽的光波；

光波提取部件用于，从某个光波提取部件相对应的光波增益部件的频谱展宽的光波中，提取符合该光波提取部件预设波长的光波，以及用于将该被提取的光波发送至分光部件；

分光部件用于输出符合预设波长的光波；

多个激光波长转换和输出模块按照输出光波的波长排列先逐渐增高再逐渐降低的方式布置，使该多个激光波长转换和输出模块输出的光波所属的光谱部分重叠；

每个激光波长转换和输出模块输出光波的波长独占该激光波长转换和输出模块的光波增益部件。

优选地，的多个激光波长转换和输出模块按照输出光波的波长排列先逐渐增高再逐渐降低的方式布置包括，