[发明专利]一种基于亮度级联泵浦的Yb:YAG超短脉冲激光放大器

权利要求书

1.一种基于亮度级联泵浦的Yb:YAG超短脉冲激光放大器，其特征在于，包括沿光路依次设置的1938nm窄线宽光纤激光器系统、非线性激光倍频系统及Yb:YAG晶体放大器系统；

1938nm窄线宽光纤激光器系统包括沿光路依次设置的第一半导体激光器、第一泵浦合束器、高反射率光纤光栅、第一铥掺杂光纤、低反射率光纤光栅、光纤隔离器、第二半导体激光器、第二泵浦合束器、第二铥掺杂光纤、光纤包层光剥除器和光纤准直器；

非线性激光倍频系统包括沿光路依次设置的第一半波片、第一空间光隔离器、第二半波片、第一光学透镜、非线性激光倍频晶体和第一双色镜；

Yb:YAG晶体放大器系统包括单通放大器结构或双通放大器结构；

其中，单通放大器结构包括沿种子光光路依次设置的种子光源、第三半波片、第二空间光隔离器、45度反射镜、第二光学透镜、第二双色镜、Yb:YAG晶体和第三双色镜，以及沿969nm泵浦光光路依次设置的第三光学透镜、第四光学透镜、所述第二双色镜、所述Yb:YAG晶体、所述第三双色镜和光陷阱；

双通放大器结构包括沿种子光光路依次设置的种子光源、第三半波片、第二空间光隔离器、45度反射镜、第四半波片、偏振分束器、第二光学透镜、第二双色镜、Yb:YAG晶体、第三双色镜、1/4波片、0度反射镜，以及沿969nm泵浦光光路依次设置的第三光学透镜、第四光学透镜、所述第二双色镜、所述Yb:YAG晶体、所述第三双色镜和光陷阱；

所述第一半导体激光器和第二半导体激光器的中心波长均为793nm；

所述第一半导体激光器和第二半导体激光器的耦合输出光纤芯径包括105/125μm或200/220μm，纤芯数值孔径NA为0.22，单个LD的输出功率为50W；

所述高反射率光纤光栅的中心波长为1938.0nm，反射带宽为2.0nm，反射率大于99％；

所述低反射率光纤光栅的中心波长为1938.0nm，反射带宽为1.0nm，反射率为10％。

2.如权利要求1所述的基于亮度级联泵浦的Yb:YAG超短脉冲激光放大器，其特征在于，所述第一泵浦合束器和第二泵浦合束器均有多个泵浦端口。

3.如权利要求1所述的基于亮度级联泵浦的Yb:YAG超短脉冲激光放大器，其特征在于，所述第一铥掺杂光纤和第二铥掺杂光纤均为保偏光纤。

4.如权利要求1所述的基于亮度级联泵浦的Yb:YAG超短脉冲激光放大器，其特征在于，所述第一铥掺杂光纤的光纤长度为3.0～4.0m。

5.如权利要求1所述的基于亮度级联泵浦的Yb:YAG超短脉冲激光放大器，其特征在于，所述第二铥掺杂光纤的光纤长度为3.0～5.0m。

6.如权利要求1所述的基于亮度级联泵浦的Yb:YAG超短脉冲激光放大器，其特征在于，所述非线性激光倍频晶体包括氧化镁周期极化铌酸锂晶体、偏硼酸钡晶体、三硼酸锂晶体或磷酸钛氧钾晶体。

7.如权利要求1所述的基于亮度级联泵浦的Yb:YAG超短脉冲激光放大器，其特征在于，所述种子光源包括锁模光纤激光器或固体锁模激光器。

8.如权利要求1所述的基于亮度级联泵浦的Yb:YAG超短脉冲激光放大器，其特征在于，所述Yb:YAG晶体为棒状结构，晶体的直径为1.0～2.0mm，晶体的长度为30～50mm，离子掺杂浓度为1at％或1.5at％或2.0at％。