[发明专利]一种单频锁相激光放大器

权利要求书

1.一种单频锁相激光放大器，其特征在于：它包括光纤分束器（102）、光纤幅度调制器（103）、一级功率放大器（104）、相位调制器（105）、二级功率放大器（106）、三级功率放大器（107）、脉冲串输出开关模块（108）和闭环控制模块（109）；所述的光纤分束器（102）、光纤幅度调制器（103）、一级功率放大器（104）、相位调制器（105）、二级功率放大器（106）、三级功率放大器（107）和脉冲串输出开关模块（108）依次相连；所述的闭环控制模块（109）则分别与光纤幅度调制器（103）、一级功率放大器（104）、相位调制器（105）、二级功率放大器（106）、三级功率放大器（107）和脉冲串输出开关模块（108）之间信号连接；所述的光纤分束器（102）用于将输入的种子源激光分成两部分，一部分注入后级光路用于激光放大，另一部分作为参考光在末端的脉冲串输出开关模块（108）中与放大后的主激光干涉，使得主激光的相位锁定在参考光上；所述的光纤幅度调制器（103）用于将连续单频种子激光斩波为特定重复频率和脉宽的脉冲激光；所述的相位调制器（105）用于调制主激光光路的相位，控制电路通过提取末级脉冲串输出模块中的干涉测量信号来控制相位调制器的信号，实现锁相的目的；所述的脉冲串输出开关模块（108）用于使主激光实现脉冲串输出的同时生成功率控制信号和相位控制信号；所述的闭环控制模块（109）用于产生闭环控制信号来控制光纤相位调制器（105）以实现相位闭环。

2.根据权利要求1所述的单频锁相激光放大器，其特征在于：所述的光纤幅度调制器（103）的斩波脉冲宽度在3ns以内。

3.根据权利要求1所述的单频锁相激光放大器，其特征在于：所述的一级功率放大器（104）采用单模光纤放大器，用于将脉冲激光的平均功率提升到100mW级别。

4.根据权利要求1所述的单频锁相激光放大器，其特征在于：所述的二级功率放大器（106）采用大模场光纤放大器，将脉冲激光的平均功率提升到数瓦量级。

5.根据权利要求1所述的单频锁相激光放大器，其特征在于：所述的三级功率放大器（107）采用超大模场光纤放大器，将脉冲激光的平均功率进一步提升到百瓦量级，同时峰值功率达到数十千瓦量级。

6.根据权利要求5所述的单频锁相激光放大器，其特征在于：所述的三级功率放大器（107）内的泵浦源包括有高功率多模二极管激光器和多只蝶形二极管激光器。

7.根据权利要求7所述的单频锁相激光放大器，其特征在于：所述的脉冲串输出开关模块（108）包括有主激光输出准直头（201）、参考光输出准直头（210）、第一偏振分束器（202）、第二偏振分束器（204）、第三偏振分束器（207）、第四偏振分束器（211）、电光开关（203）、废光桶（205）、第一半玻片（206）、第二半玻片（209）、第一光电探测器（208）和第二光电探测器（212）；主激光输出准直头（201）通过第一偏振分束器（202）依次与电光开关（203）、第二偏振分束器（204）和废光桶（205）相连；第一偏振分束器（202）同时还依次与第一半玻片（206）、第三偏振分束器（207）、第二半玻片（209）和第四偏振分束器（211）相连；第一光电探测器（208）与第三偏振分束器（207）相连；参考光输出准直头（210）和第二光电探测器（212）均与第四偏振分束器（211）相连。

8.根据权利要求1所述的单频锁相激光放大器，其特征在于：它采用强制水冷冷却方式进行散热，水冷温控精度优于0.1摄氏度。

9.根据权利要求1所述的单频锁相激光放大器，其特征在于：所述的光纤分束器（102）的分束比例为90:10。