[发明专利]可调脉宽的光纤调Q激光器及其控制方法

说明书

本发明涉及可调脉宽的光纤调Q激光器及其控制方法，泵浦源的输出光路上依次设置有合束器、光栅一、增益光纤、声光调制器、光栅二以及隔离器，用于控制光栅一温度的控温模块一与光栅一控制连接，用于控制光栅二温度的控温模块二与光栅二控制连接；泵浦源输出的泵浦光经过合束器，再经过光栅一到达增益光纤，建立粒子数反转，光栅一和光栅二构成谐振腔，对激光的波长筛选，光在光栅一与光栅二之间来回传输，满足调Q条件时激光从光栅二输出，经由隔离器输出。通过控温模块分别对一对光栅进行控温，改变光栅光谱的中心波长进而实现改变脉宽，不需要改变激光器的重复频率；当激光器改变频率时，调Q激光器的脉宽发生变化，实现脉宽和频率分别可调。

技术领域

本发明涉及一种可调脉宽的光纤调Q激光器及其控制方法。

背景技术

光纤脉冲激光器由于峰值功率高、光束质量好、易于传输以及稳定性高等优点正越来越广泛的应用于材料加工、遥感、非线性变频以及超连续谱产生等方面。由于对激光器应用的多样化需求，需要重复频率和脉宽可调的脉冲激光器，而传统的光纤调Q激光器改变重复频率和脉宽无法同时实现。目前的主流方案是采用MOPA激光器，但是由于MOPA激光器的造价高昂，调Q激光器在性价比方面仍然有着无可比拟的优势。

光纤调Q激光器Q脉冲的脉宽取决于腔内损耗和腔长，有一种调脉宽的方法是通过在光纤腔内插入自由空间式的器件改变腔长，该方法的缺点是破坏了激光器的全光纤结构。还有一种改变脉宽的方法是改变频率，通过改变腔内损耗来改变脉宽，其缺点在于改变脉宽时频率发生了改变，对于某些应用场合是不合适的。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种可调脉宽的光纤调Q激光器及其控制方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

可调脉宽的光纤调Q激光器，特点是：泵浦源的输出光路上依次设置有合束器、光栅一、增益光纤、声光调制器、光栅二以及隔离器，用于控制光栅一温度的控温模块一与光栅一控制连接，用于控制光栅二温度的控温模块二与光栅二控制连接；泵浦源输出的泵浦光经过合束器，再经过光栅一到达增益光纤，建立粒子数反转，光栅一和光栅二构成谐振腔，对激光的波长筛选，光在光栅一与光栅二之间来回传输，满足调Q条件时激光从光栅二输出，经由隔离器输出。

进一步地，上述的可调脉宽的光纤调Q激光器，其中，泵浦源为输出波长为915nm、976nm波段的泵浦源。

进一步地，上述的可调脉宽的光纤调Q激光器，其中，光栅一为反射光谱中心波长位于1064nm波段附近、反射率大于99％的光栅。

进一步地，上述的可调脉宽的光纤调Q激光器，其中，光栅二为反射光谱中心波长位于1064nm波段附近、反射率大于10％而小于90％的光栅。

进一步地，上述的可调脉宽的光纤调Q激光器，其中，增益光纤为掺镱光纤。

进一步地，上述的可调脉宽的光纤调Q激光器，其中，声光调制器为工作波长在1064nm波段的声光调制器。

进一步地，上述的可调脉宽的光纤调Q激光器，其中，隔离器为工作波长在1064nm波段的隔离器。

进一步地，上述的可调脉宽的光纤调Q激光器，其中，控温模块一和控温模块二是可控制温度在20～70度、控温精度大于0.1度的半导体致冷器。

本发明可调脉宽的光纤调Q激光器的控制方法，泵浦源输出的泵浦光经过合束器，再经过光栅一到达增益光纤，建立粒子数反转，光栅一和光栅二构成谐振腔，对激光的波长筛选，光在光栅一与光栅二之间来回传输，满足调Q条件时激光从光栅二输出，经由隔离器输出；