一种高功率纳秒、皮秒脉冲光纤激光器系统技术方案

本实用新型专利技术涉及光电技术领域，提供了一种高功率纳秒、皮秒脉冲光纤激光器系统，包括电路控制系统及与电路控制系统分别相连的驱动系统和反馈系统，还包括与驱动系统相连且接受驱动系统控制的种子源、声光调制器、预放大级、主放大级以及与反馈系统相连且向反馈系统发送信号的脉冲信号光监控器和功率监控器，其特征在于：声光调制器在种子源与光隔离器之间建立连接，光隔离器的输出端在预放大级时也与脉冲信号光监视器连接；预放大级、窄带滤波器、红光耦合件、主放大级以及输出光隔离器依序信号相接，输出光隔离器分为大量光输出端和少量光输出端，少量光输出端与功率监控器信号相连，藉此解决了高功率纳秒、皮秒脉冲的技术问题，达成了传输速率快、信号稳定的良好效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉光电
，尤指提供一种高功率纳秒、皮秒脉冲光纤激光器系统。
技术介绍
高功率纳秒、皮秒脉冲光纤激光器具有光束质量好、脉冲宽度窄、可对材料“冷”烧灼、可靠性高、易于集成以及其无需复杂的维护等优点，已经得到市场越来越多的关注，尤其是微细尺度材料加工领域。在现有技术中，主要通过主控振荡-放大(MOPA)方法来获得高峰值功率的纳秒、皮秒脉冲，种子源MO一般采用响应速度快的调制半导体激光器来产生脉冲宽度为纳秒、皮秒量级的种子光，种子光注入到放大级PA中进行放大。采用短脉冲驱动半导体激光器虽然可以获得短脉冲激光，但是脉冲宽度较窄，若不加处理则会在再放大时使脉冲展宽、噪声增强，限制了激光器峰值功率的提高。同时，脉冲形状难以调节，抗反馈光能力差。激光器长时间使用过程中泵浦半导体激光器等器件受温度影响会出现功率波动，直接影响到激光器输出功率的稳定性，激光器加工工艺效果一致性、完整性等不能达到要求。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的主要目的在于提供一种高功率纳 秒、皮秒脉冲光纤激光器系统。为达成上述目的，本技术应用的技术方案是：提供了1.一种高功率纳秒、皮秒脉冲光纤激光器系统，包括电路控制系统及与电路控制系统分别相连的驱动系统和反馈系统，还包括与驱动系统相连且接受驱动系统控制的种子源、声光调制器、预放大级、主放大级以及与反馈系统相连且向反馈系统发送信号的脉冲信号光监控器和功率监控器，其中：声光调制器在种子源与光隔离器之间建立连接，光隔离器的输出端在预放大级时也与脉冲信号光监视器连接；预放大级、窄带滤波器、红光耦合件、主放大级以及输出光隔离器依序信号相接，输出光隔离器分为大量光输出端和少量光输出端，少量光输出端与功率监控器信号相连。在本实施例中优选，种子源为半导体激光器，功率监控器包括光电二极管。在本实施例中优选，红光耦合件包括耦合器及红光二极管。本技术与现有技术相比，其有益的效果：一是高功率纳秒、皮秒脉冲光纤激光器系统采用全光纤系统，能有效提高系统可靠性和稳定性；二是高功率皮纳秒、皮秒脉冲光纤激光器系统利用声光调制器占空比调节脉冲光的脉冲宽度、通过调节声光上升沿来调节脉冲形状，同时具有抗反馈光干扰的作用，提高了系统的可靠性。窄带滤波器和模式适配器提高激光器的光束质量、并有效地抑制掺杂光纤内的非线性效应，实现高功率纳秒、皮秒脉冲激光输出；三是高峰值功率纳秒、皮秒脉冲光纤激光器系统具有红光指示的功能，藉此提高系统的可操作性和安全性；四是高功率皮秒脉冲光纤激光器系统具有脉冲信号光实时监控功能和输出功率动态调节的功能。附图说明图1是本技术实施例的光学结构示意图。图2是本技术实施例的系统方框结构示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术的技术方案，而不应当理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术而不是要求本技术必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本技术的限制。请参阅图1并结合参阅图2所示，图2是高功率纳秒、皮秒脉冲光纤激光器系统的方框结构示意图。图中包括种子源1、声光调制器2、脉冲信号光监控器3、光隔离器4、预放大级5、窄带滤波器6、红光耦合件7、主放大级8、功率监控器9、输出光隔离器10、电路控制系统11和驱动 系统12以及反馈系统13；其中：电路控制系统11分别与驱动系统12和反馈系统13相连，电路控制系统11分别与驱动系统12和反馈系统13相连，驱动系统12控制种子源1、声光调制器2、预放大级5、主放大级8；驱动系统12驱动种子源1输出纳秒或皮秒量级脉冲激光；脉冲种子激光经声光调制器2之后小部分光到达脉冲信号光监控器3，绝大部分光再经隔离器4后注入到预放大级5，再依次通过窄带滤波器6、红光耦合件7、主放大级8，主放大级8输出的绝大部分激光从输出光隔离器10输出，少部分激光到达功率监控器9；脉冲信号光监控器3和功率监控器9将采集到的信号发送给反馈系统13，由反馈系统13反馈到电路控制系统11；电路控制系统11将采集到的信号光频率、脉冲宽度与设定值对比，根据对比结果决定种子源1继续或停止工作；将采集到的功率信号与设定值对比，根据对比结果通过驱动单元12增加种子源1、预放大级5和主放大级8的泵浦电流或驱动系统12停止工作；驱动单元12驱动种子源1产生纳秒或皮秒量级脉冲激光；种子激光经声光调制器2后再由1:99分束器将脉冲信号光分为两部分，如图2，种子源1是快速响应的增益开关型半导体激光器。种子光源1输出的激光波长在1064±2nm；声光调制器2主要是通过调节声光上升沿实现对光脉冲波形的调节，同时具有抗反馈光的作用，增加光学系统在实际应用的可靠性；种子光经过声光调制器后一小部分光到达脉冲信号光监控器3，脉冲信号光监控器3由分束器301和带尾纤的光电二极管302组成，绝大部分光再经光隔离器4注入到预放大级5；预放大级5包括半导体泵浦原 501、耦合器502、增益光纤503和光纤隔离器504，采用正向泵浦方式；预放大级5输出激光经窄带滤波器6滤波后注入主放大级8。为提高系统的可操作性和安全性，可借助1064/633nmWDM在滤波器6和主放大级8之间加入红光耦合件7耦合入红光，红光耦合件7由耦合器701、红光管LD702组成。主放大级包括半导体泵浦源801、耦合器802、双包层增益光纤803和模式适配器MFA804，采用正向泵浦方式。主放大级8的输出激光由1:99分束器分为两部分，绝大部分激光从输出光隔离器10输出，少部分激光到达功率监控器器9，功率监控器9包括分束器901和带尾纤的光电二极管902。脉冲信号光监控器3和功率监控器9将采集到的信号经反馈系统13反馈到电路控制系统11。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高功率纳秒、皮秒脉冲光纤激光器系统，包括电路控制系统及与电路控制系统分别相连的驱动系统和反馈系统，还包括与驱动系统相连且接受驱动系统控制的种子源、声光调制器、预放大级、主放大级以及与反馈系统相连且向反馈系统发送信号的脉冲信号光监控器和功率监控器，其特征在于：声光调制器在种子源与光隔离器之间建立连接，光隔离器的输出端在预放大级时也与脉冲信号光监视器连接；预放大级、窄带滤波器、红光耦合件、主放大级以及输出光隔离器依序信号相接，输出光隔离器分为大量光输出端和少量光输出端，少量光输出端与功率监控器信号相连。

【技术特征摘要】
1.一种高功率纳秒、皮秒脉冲光纤激光器系统，包括电路控制系统及与电路控制系统分别相连的驱动系统和反馈系统，还包括与驱动系统相连且接受驱动系统控制的种子源、声光调制器、预放大级、主放大级以及与反馈系统相连且向反馈系统发送信号的脉冲信号光监控器和功率监控器，其特征在于：声光调制器在种子源与光隔离器之间建立连接，光隔离器的输出端在预放大级时也与脉冲信号光监视器连接；预放大级、窄带滤波器、红光耦合件、主放大级...

【专利技术属性】
技术研发人员：李科，
申请(专利权)人：武汉锐科光纤激光技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42