[发明专利]一种基于锁模自相关的可调谐短脉冲激光放大器

摘要

本发明公开了一种基于锁模自相关的可调谐短脉冲激光放大器，利用调Q准连续激光束对激光工作物质特有的增益开光特性进行泵浦，利用克尔介质工作物质的自聚焦非线性特性，实现自锁模振荡，利用第一棱镜、双折射干涉滤波器实现光波长的可调谐和色散补偿，利用脉宽扩展器对调谐激光器的特定波长光束的脉宽进行扩展，利用相位调制器对经过脉宽扩展器扩展的光束进行线宽的适当扩展，利用外部再生放大器，对经过相位调制器扩展的激光束进行功率放大，利用脉冲压缩器，把功率放大的激光束进行脉宽的压缩，光束在空腔自锁模系统中震荡后，从第六凹球面镜射出。本发明解决了单级功率放大倍数不高及激光的波长不可谐调。

主权项

一种基于锁模自相关的可调谐短脉冲激光放大器，其特征在于：包括第一调Q准连续Nd:YAG激光器（1）、第二调Q准连续Nd:YAG激光器（2）、第一凸透镜（3）、第二凸透镜（4）、第一分光镜（12）、第二分光镜（17）、第一光隔离器（18）、第四分光镜（24）、第二光隔离器（35）、第三光隔离器（36）、自锁模激光器、脉冲扩展器、相位调制器（30）、再生放大器、脉冲压缩器和空腔自锁模系统；自锁模激光器采用基本z型谐振腔，包括依次设置的第一全反射镜（8）、双折射干涉滤波器（9）、第二凹球面镜（6）、克尔介质工作物质（7）、第一凹球面镜（5）、第一棱镜对（10）和耦合输出镜（11）；第一凸透镜（3）位于第一调Q准连续Nd:YAG激光器（1）与第一凹球面镜（5）之间，第二凸透镜（4）位于第二调Q准连续Nd:YAG激光器（2）与第二凹球面镜（6）之间；所述脉宽扩展器包括第一光栅对（13）、第三凸透镜（14）、第四凸透镜（15）、第二全反射镜（16）；所述第一光栅对（13）包括第一光栅（13‑1）和第二光栅（13‑2），第一光栅（13‑1）倾斜放置，第二光栅（13‑2）水平放置；第三凸透镜（14）、第四凸透镜（15）沿第一光栅（13‑1）的反射光路设置在第一光栅对（13）之间；第二全反射镜（16）设置在第二光栅（13‑2）的反射光路上；再生放大器包括共光轴依次设置的第三调Q准连续Nd:YAG激光器（23）、第三凹球面镜（20）、第三分光镜（19）、激光增益介质（21）、第四凹球面镜（22）；空腔自锁模系统包括沿光路依次设置的第五凹球面镜（31）、第六凹球面镜（33）、SESAM（32）、第四全反射镜（34）；所述第一光隔离器（18）和第一分光镜（12）依次设置在自锁模激光器的耦合输出镜（11）和脉宽扩展器的第一光栅对（13）的第一光栅（13‑1）之间，且第一分光镜（12）与相位调制器（30）共光轴；所诉第二分光镜（17）设置在相位调制器（30）和再生放大器的第三分光镜（19）之间，且第二分光镜（17）与脉冲压缩器的第五凸透镜（25）共光轴，第二分光镜（17）和第五凸透镜（25）之间依次设有第二光隔离器（35）和第四分光镜（24）；所述第四分光镜（24）与空腔自锁模系统的第五凹球面镜（31）共光轴；第二分光镜（17）和相位调制器（30）之间设有第三光隔离器（36）；所述脉冲压缩器包括沿光路依次设置的第五凸透镜（25）、光纤（26）、第六凸透镜（27）、第二棱镜对（28）和第三全反射镜（29），第五凸透镜（25）的焦点处耦合进光纤（26）的一端，第六凸透镜（27）的焦点处耦合进光纤（26）的另一端。