[发明专利]光纤激光器及高能量飞秒脉冲生成方法

权利要求书

1.一种光纤激光器，包括沿着光路依次连接的激光振荡腔，脉冲放大器，第一压缩器，其中，激光振荡腔，被配置为生成并输出激光脉冲；脉冲放大器，被配置为对所述激光脉冲的能量进行放大，输出高能量激光脉冲；第一压缩器，被配置为对所述高能量激光脉冲的脉冲宽度进行压缩，输出第一激光脉冲，所述第一激光脉冲具有第一脉冲宽度，其特征在于，

所述光纤激光器还包括沿着光路依次连接的第一透镜，光谱展宽器以及第二压缩器，所述第一透镜连接所述第一压缩器，其中：

所述第一压缩器被配置以使所述第一激光脉冲的脉冲峰值功率大于预设阈值；

所述第一透镜用于聚焦所述第一激光脉冲，从而使第一激光脉冲在穿过所述第一透镜后呈现激光成丝现象；

所述光谱展宽器，被配置为维持所述第一激光脉冲的激光成丝现象，并在激光成丝的传输过程中展宽所述第一激光脉冲的光谱宽度，输出光谱宽度被展宽预设倍数的第二激光脉冲；

所述第二压缩器，用于将所述第二激光脉冲的脉冲宽度压缩所述预设倍数，从而输出脉冲宽度远小于所述第一脉冲宽度的第三激光脉冲。

2.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述第一激光脉冲的脉冲宽度大于200飞秒，所述第三激光脉冲的脉冲宽度小于100飞秒。

3.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述光谱展宽器包括至少一个非线性镜片，第一激光脉冲在所述非线性镜片中传输时产生非线性效应，从而使所述第一激光脉冲的光谱宽度被展宽。

4.根据权利要求3所述的光纤激光器，其特征在于，所述光谱展宽器包括多个排列的非线性镜片，其中，第一激光脉冲的光谱宽度被宽展的预设倍数与非线性镜片的个数正相关。

5.根据权利要求4所述的光纤激光器，其特征在于，多个非线性镜片呈平行排列，或者多个非线性镜片呈锯齿状排列。

6.根据权利要求3所述的光纤激光器，其特征在于，所述非线性镜片包括掺镱镜片或掺钕镜片，用于放大所述第一激光脉冲的能量，以维持所述第一激光脉冲的激光成丝现象。

7.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述光纤激光器还包括色散控制器件，用于对所述光纤激光器中产生的色散进行补偿；所述光纤激光器还包括泵浦光源以及耦合器，所述泵浦光源通过所述耦合器耦合入所述光谱展宽器。

8.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述脉冲放大器包括：

脉冲展宽组件，被配置为将所述激光脉冲的脉冲宽度在时域进行延展，得到第一展宽脉冲；

脉冲放大组件，被配置为对所述第一展宽脉冲的能量进行放大，得到所述高能量激光脉冲。

9.一种光纤激光器，其特征在于，包括沿着光路依次连接的激光振荡腔，脉冲放大器，第一压缩器，第一透镜，光谱展宽器，以及第二压缩器，其中：

激光振荡腔，被配置为生成并输出激光脉冲；

脉冲放大器，被配置为对所述激光脉冲的能量进行放大，输出高能量激光脉冲；

第一压缩器，被配置为对所述高能量激光脉冲的脉冲宽度进行压缩，输出脉冲峰值功率大于预设阈值的第一激光脉冲，以确保所述第一激光脉冲可呈现激光成丝现象，其中，所述第一激光脉冲具有第一脉冲宽度和第一光谱宽度；

第一透镜，用于聚焦所述第一激光脉冲，以使穿过所述第一透镜的第一激光脉冲转换为激光光丝，

光谱展宽器，被配置为维持所述激光光丝的能量，并通过非线性效应展宽所述激光光丝的光谱宽度，输出具有第二脉冲宽度和第二光谱宽度的第二激光脉冲，其中，所述第二光谱宽度被展宽为所述第一光谱宽度的预设倍数；

第二压缩器，被配置为对所述第二激光脉冲的脉冲宽度进行压缩，输出具有第三脉冲宽度和第三光谱宽度的第三激光脉冲，其中，所述第三脉冲宽度被压缩为所述第二脉冲宽度的预设倍数。

10.一种高能量飞秒脉冲的生成方法，其特征在于，包括：

通过激光振荡腔生成原始激光脉冲；

对所述原始激光脉冲的能量进行放大，得到高能量激光脉冲；

对所述高能量激光脉冲的脉冲宽度进行第一次压缩，得到具有第一脉冲宽度且脉冲峰值功率大于预设阈值的第一激光脉冲；

对所述第一激光脉冲进行聚焦，产生激光成丝现象；

通过非线性组件对产生激光成丝的第一激光脉冲的光谱宽度进行展宽，得到光谱宽度被展宽预设倍数的第二激光脉冲；

对所述第二激光脉冲的脉冲宽度进行第二次压缩，使其脉冲宽度被压缩所述预设倍数，从而输出脉冲宽度远小于所述第一脉冲宽度的第三激光脉冲。