[发明专利]基于大色散量匹配的紧凑型大能量全光纤飞秒激光器

权利要求书

1.一种基于大色散量匹配的紧凑型大能量全光纤飞秒激光器，其特征在于：包括依次连接的预放大系统(01)、主放大单元(02)和压缩器(03)；

所述预放大系统(01)包括飞秒锁模种子源(1)、四端口环形器(2)、第一啁啾光纤光栅(3)、第二啁啾光纤光栅(5)、第一多模放大器(6)、声光降频器(04)、带通滤波器(10)和第二多模放大器(11)；

所述飞秒锁模种子源(1)与四端口环形器(2)的1端口连接；

所述四端口环形器(2)的2端口与第一啁啾光纤光栅(3)连接，其3端口通过PM980光纤(4)与第二啁啾光纤光栅(5)连接，4端口通过依次设置的第一多模放大器(6)、声光降频器(04)、带通滤波器(10)与第二多模放大器(11)的输入端连接；

所述主放大单元(02)包括大模场光纤放大器、准直透镜(15)、第一半波片(16)和第一隔离器(17)，大模场光纤放大器的输入端与第二多模放大器(11)的输出端连接，准直透镜(15)、第一半波片(16)和第一隔离器(17)沿传输方向依次设置在大模场光纤放大器的出射光束上；

所述压缩器(03)为基于偏振控制的双通压缩器，其包括沿第一隔离器(17)出射光束传输方向依次设置的第二半波片(20)、第一偏振光分束器(21)、45度旋光器(22)、第三半波片(23)、第二偏振光分束器(24)、1/4波片(25)和反射式啁啾体布拉格光栅(26)，以及设置在第二偏振光分束器(24)反射光路上的零度高反镜(27)。

2.根据权利要求1所述基于大色散量匹配的紧凑型大能量全光纤飞秒激光器，其特征在于：所述声光降频器(04)包括同步信号处理电路(9)、声光调制器驱动(8)和声光调制器(7)；

所述声光调制器(7)的输入端与第一多模放大器(6)的输出端连接，其输出端与带通滤波器(10)的输入端连接；

所述同步信号处理电路(9)与飞秒锁模种子源(1)的重复频率信号监测端连接，用于向声光调制器驱动(8)输送重复频率可调的TTL电脉冲波形，声光调制器驱动(8)根据TTL电脉冲波形向声光调制器(7)加载对应重复频率的射频信号。

3.根据权利要求2所述基于大色散量匹配的紧凑型大能量全光纤飞秒激光器，其特征在于：所述大模场光纤放大器为硅酸盐玻璃放大器或采用大模场的光子晶体光纤放大器或大模场双包层光纤放大器或CCC光纤放大器或锥形光纤放大器。

4.根据权利要求3所述基于大色散量匹配的紧凑型大能量全光纤飞秒激光器，其特征在于：所述硅酸盐玻璃放大器包括掺镱硅酸盐增益光纤(14)、第一泵浦合束器(13)和多模LD(12)；

所述第一泵浦合束器(13)的信号端与第二多模放大器(11)的输出端连接，其泵浦端与多模LD(12)连接，输出端与掺镱硅酸盐增益光纤(14)连接；

所述准直透镜(15)位于掺镱硅酸盐增益光纤(14)的出射光束上。

5.根据权利要求4所述基于大色散量匹配的紧凑型大能量全光纤飞秒激光器，其特征在于：所述第一多模放大器(6)和第二多模放大器(11)的增益光纤参数为保偏10/125光纤。

6.根据权利要求5所述基于大色散量匹配的紧凑型大能量全光纤飞秒激光器，其特征在于：所述第一多模放大器(6)包括泵浦LD(30)、第二泵浦合束器(31)、掺镱光纤(32)和第二隔离器(33)；

所述第二泵浦合束器(31)的信号端与四端口环形器(2)的4端口连接，其泵浦端与泵浦LD(30)连接，输出端通过掺镱光纤(32)、第二隔离器(33)与声光调制器(7)的输入端连接；

所述第二多模放大器(11)与第一多模放大器(6)结构相同，其第二泵浦合束器(31)的信号端与带通滤波器(10)的输出端连接，输出端与第一泵浦合束器(13)的信号端连接。

7.根据权利要求1至6任一所述基于大色散量匹配的紧凑型大能量全光纤飞秒激光器，其特征在于：所述飞秒锁模种子源(1)的输出功率67mW，光谱半高全宽16.9nm，重复频率35.7MHz。