[发明专利]一种用于调Q脉冲光纤激光器的波形控制器

说明书

本申请涉及高功率大能量脉冲激光放大技术领域，尤其涉及一种用于调Q脉冲光纤激光器的波形控制器。其中，该波形控制器，包括：输入光纤导入第一脉冲激光；分束单元将第一脉冲激光分束为至少三路光纤传输的第二脉冲激光；延时单元对至少三路的第二脉冲激光进行时域波形调控，得到至少三路的第三脉冲激光；合束单元将至少三路的第三脉冲激光合束为一路，得到第四脉冲激光；输出光纤导出第四脉冲激光。采用上述方案的本申请可以实现对脉冲激光的波形控制以及降低脉冲激光的脉冲峰值功率，进而实现调Q脉冲光纤激光器中脉冲激光功率和能量的进一步放大。

技术领域

本申请涉及高功率大能量脉冲激光放大技术领域，尤其涉及一种用于调Q脉冲光纤激光器的波形控制器。

背景技术

调Q脉冲光纤激光器具有光束质量好，结构紧凑，效率高、稳定性高、灵活性好、易于散热等优点，在很多领域有着广泛应用，如在工业加工、医疗领域、军工领域、通信领域有着广泛的应用。

脉冲光纤激光器的发展趋势为更高峰值功率和更大能量。但是，实现高峰值功率会受到非线性效应的限制，当峰值功率达到非线性阈值时，系统能量会向其他波段进行转移，造成信噪比下降；另外，大能量的实现则会受到饱和效应的限制，当系统内能量大于饱和能量时，会出现脉冲压窄效应，造成脉冲畸变。

调Q脉冲光纤激光放大器中的脉冲压窄，表现为脉冲前沿变陡后沿变缓，脉冲被压窄。该现象产生原因为脉冲前沿先到达增益光纤，消耗大量上能级反转粒子数，但是泵浦不足以在短时间内将损耗补足，因而脉冲后沿到达时，已经没有足够的反转粒子数对其进行放大。造成的结果是，脉冲前沿的强度过强，而后沿的能量较低，最终造成脉冲波形前沿过陡，使脉冲被压窄，不利于脉冲激光在进一步放大时对存储能量的提取，同时影响输出脉冲形貌。压窄的脉冲会造成峰值功率会大大增高，而非线性效应与光纤中的峰值功率密度有密切关系，在高峰值功率下极易达到非线性阈值而出现非线性效应，非线性效应的出现如受激拉曼散射SRS会造成脉冲激光的能量向斯托克斯stokes波段转移，使输出信噪比降低。

因此，在脉冲光纤放大系统中，控制脉冲宽度对放大过程中的能量提取和峰值功率控制有重要意义。

发明内容

本申请提供了一种用于调Q脉冲光纤激光器的波形控制器，主要目的在于控制调Q脉冲光纤激光放大器的脉冲波形。

根据本申请的一方面，提供了一种用于调Q脉冲光纤激光器的波形控制器，包括：

输入光纤，用于导入第一脉冲激光；

分束单元，所述分束单元的输入端连接所述输入光纤，用于将所述第一脉冲激光按预设分束比例分束为至少三路光纤传输的第二脉冲激光；

延时单元，所述延时单元的输入端连接所述分光单元的输出端，用于对所述至少三路的第二脉冲激光进行时域波形调控，得到至少三路的第三脉冲激光；

合束单元，所述合束单元的输入端连接所述延时单元的输出端，用于将所述至少三路的第三脉冲激光合束为一路，得到第四脉冲激光；

输出光纤，所述输出光纤连接所述合束单元的输出端，用于导出所述第四脉冲激光。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述分束单元，包括：

光纤准直单元，所述光纤准直单元的输入端连接所述输入光纤，用于将所述第一脉冲激光的传输方式从光纤传输转换为空间准直输出；

光纤分束单元，所述光纤分束单元的输入端连接所述光纤准直镜的输出端，用于将所述空间准直输出的第一脉冲激光按预设分束比例分束为至少三路空间准直输出的第二脉冲激光；

光纤耦合单元，所述光纤耦合单元的输入端连接所述光纤分束单元的输出端，用于将所述至少三路空间准直输出的第二脉冲激光转换为至少三路光纤传输的第二脉冲激光。