一种超连续谱光纤激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种超连续谱光纤激光器，用以解决现有的高功率超连续谱光纤激光器泵浦光耦合效率低的问题。所述激光器包括脉冲激光种子源、功率预放大器、第一模场匹配器、功率主放大器、第二模场匹配器以及光子晶体光纤；所述脉冲激光种子源发出的第一脉冲激光经过所述功率预放大器，得到第二脉冲激光；所述第二脉冲激光经过所述第一模场匹配器，得到第三脉冲激光；所述第三脉冲激光经过所述功率主放大器，得到第四脉冲激光；所述第四脉冲激光经过所述第二模场匹配器耦合进入所述光子晶体光纤产生超连续谱激光。所述第一模场匹配器，用于提高所述第二脉冲激光的光束质量；所述第二模场匹配器，用于减小所述第四脉冲激光进入所述光子晶体光纤的耦合损耗。

Supercontinuum fiber laser

The invention discloses a supercontinuum fiber laser, which is used to solve the problem of low coupling efficiency of pump light in the existing high power supercontinuum fiber laser. The laser comprises a laser pulse seed source, power amplifier, the first mode field matching device, power amplifier, the matching device and the second mock exam field of photonic crystal fiber; the pulsed laser seed source made the first laser pulse through the power amplifier, second pulse laser; the second laser pulse through the the first mode field matching device, third pulse laser; the third laser pulses through the power of the main amplifier, fourth pulse laser; the fourth laser pulse after the field matching is coupled into the second mock exam of the photonic crystal fiber supercontinuum laser. The first mode field matching device, used to improve the second pulsed laser beam quality; the second is to reduce the second mock exam match, the fourth laser pulses into the coupling loss of the photonic crystal fiber.

【技术实现步骤摘要】
一种超连续谱光纤激光器
本专利技术涉及激光器领域，特别是涉及一种超连续谱光纤激光器。
技术介绍
全光纤结构超连续谱激光器通常是利用某一波长具有较高峰值功率的脉冲光纤激光泵浦高非线性光纤来实现超连续谱激光输出的。得益于高功率超短脉冲光纤激光器和高非线性石英光子晶体光纤的飞速发展，目前利用近红外激光作为泵浦光的超连续谱激光光谱范围可从400nm一直延伸到2000nm以上，平均功率可达数十瓦。为进一步提高全光纤结构超连续谱激光的输出功率，需要解决的难点问题是如何实现将泵浦激光高效率地耦合进入光子晶体光纤。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术要解决的技术问题是提供一种超连续谱光纤激光器，用以解决现有的高功率超连续谱光纤激光器泵浦光耦合效率低的问题，实现高泵浦光耦合效率的高功率超连续谱激光输出。为解决上述技术问题，本专利技术中的一种超连续谱光纤激光器，包括脉冲激光种子源、功率预放大器、第一模场匹配器、功率主放大器、第二模场匹配器以及光子晶体光纤；所述脉冲激光种子源发出的第一脉冲激光经过所述功率预放大器，得到第二脉冲激光；所述第二脉冲激光经过所述第一模场匹配器，得到第三脉冲激光；所述第三脉冲激光经过所述功率主放大器，得到第四脉冲激光；所述第四脉冲激光经过所述第二模场匹配器耦合进入所述光子晶体光纤产生超连续谱激光；所述第一模场匹配器，用于提高所述第二脉冲激光的光束质量；所述第二模场匹配器，用于减小所述第四脉冲激光进入所述光子晶体光纤的耦合损耗。可选地，所述第二模场匹配器，还用于提高所述第四脉冲激光的光束质量。具体地，所述第二脉冲激光的功率大于所述第一脉冲激光的功率；所述第三脉冲激光的光束质量优于所述第二脉冲激光的光束质量；所述第四脉冲激光的功率大于所述第三脉冲激光的功率；所述超连续谱激光的光束质量大于所述第四脉冲激光的光束质量。可选地，所述脉冲激光种子源为以下任意一种：带尾纤的增益开关半导体激光器、调Q脉冲光纤激光器、被动锁模光纤激光器和主动锁模光纤激光器。可选地，所述功率预放大器为一级或多级放大结构；其中，放大级数由所述脉冲激光种子源的输出功率确定。可选地，所述第一模场匹配器的输入尾纤与所述功率预放大器的输出尾纤参数一致。可选地，所述第一模场匹配器的输出尾纤为单包层单模无源光纤。可选地，所述第二模场匹配器的输入尾纤与所述功率主放大器的输出尾纤参数一致。可选地，所述第二模场匹配器的输出尾纤为单包层单模无源光纤。可选地，所述第一模场匹配器和所述第二模场匹配器采用熔融拉锥熔接或热扩芯熔接方式制成，并利用达到预设折射率的紫外固化胶封装；所述第二模场匹配器与所述光子晶体光纤采用直接熔接方式连接，并利用达到预设折射率的紫外固化胶封装所述第二模场匹配器与所述光子晶体光纤的熔接点。本专利技术有益效果如下：本专利技术的激光器通过第一模场匹配器提高超连续谱光纤激光器泵浦源输出泵浦激光的光束质量，通过第二模场匹配器提高耦合效率，从而有效提高超连续谱激光器的输出功率和热管理能力。附图说明图1是本专利技术实施例中一种超连续谱光纤激光器的结构示意图。具体实施方式为了解决现有技术的问题，本专利技术提供了一种超连续谱光纤激光器，以下结合附图以及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。如图1所示，本专利技术实施例中一种超连续谱光纤激光器，包括脉冲激光种子源1、功率预放大器2、第一模场匹配器3、功率主放大器4、第二模场匹配器5以及光子晶体光纤6；所述脉冲激光种子源1发出的第一脉冲激光经过所述功率预放大器2，得到第二脉冲激光；所述第二脉冲激光经过所述第一模场匹配器3，得到第三脉冲激光；所述第三脉冲激光经过所述功率主放大器4，得到第四脉冲激光；所述第四脉冲激光经过所述第二模场匹配器5耦合进入所述光子晶体光纤6产生超连续谱激光。所述第一模场匹配器3，用于提高进入所述功率主放大器4的激光的光束质量，从而提高所述第四脉冲激光的光束质量，即超连续谱激光器泵浦激光的光束质量；所述第二模场匹配器5，用于减小所述第四脉冲激光进入所述光子晶体光纤6的耦合损耗。进一步说，所述第二模场匹配器5，还用于提高所述第四脉冲激光的光束质量。所述第二脉冲激光的功率大于所述第一脉冲激光的功率；所述第三脉冲激光的光束质量优于所述第二脉冲激光的光束质量；所述第四脉冲激光的功率大于所述第三脉冲激光的功率；所述超连续谱激光的光束质量优于所述第四脉冲激光的光束质量。本专利技术实施例在超连续谱光纤激光器泵浦源的主放大器4之前和之后分别使用一个用于提高泵浦光光束质量的模场匹配器3和模场匹配器5，并且采用两个模场匹配器极大地提高了超连续谱激光泵浦光到光子晶体光纤的耦合效率。本专利技术实施例中激光器作为泵浦源激励光子晶体光纤可以实现高功率(百瓦)的超连续谱激光输出，其耦合效率高于现有的超连续谱光纤激光器的耦合效率，具有很大的实用性。也就是说，脉冲激光种子源1、功率预放大器2和功率主放大器4构成超连续谱光纤激光器泵浦源。由于提高超连续谱光纤激光器泵浦激光的光束质量可以有效提高其耦合至光子晶体光纤的效率，因此本专利技术实施例将模场匹配器3用于超连续谱光纤激光器泵浦源的功率主放大器之前，以提高超连续谱激光泵浦源的光束质量；采用另外一个模场匹配器5作为光纤激光器泵浦源和光子晶体光纤6的耦合器件，用于减小超连续谱光纤激光器泵浦源输出尾纤与光子晶体光纤模场失配引起的泵浦光耦合损耗，从而实现更高功率及更高耦合效率的超连续谱激光输出。具体说，脉冲激光种子源1发出的具有高光束质量、低功率的脉冲激光经过功率预放大器2，得到光束质量下降的中功率脉冲激光，功率预放大器2发出的光束质量下降的中功率脉冲激光经过第一模场匹配器3，得到光束质量提高的中功率脉冲激光，第一模场匹配器3发出的光束质量提高的中功率脉冲激光经过功率主放大器4，得到光束质量下降的高功率脉冲激光，功率主放大器4发出的光束质量下降的高功率脉冲激光经过第二模场匹配器5，得到光束质量提高的高功率脉冲激光，第二模场匹配器5发出的光束质量提高的高功率脉冲激光耦合进入光子晶体光纤6产生高功率超连续谱激光。在上述实施例的基础上，进一步提出上述实施例的变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在各变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。在本专利技术的一个实施例中，所述脉冲激光种子源1为以下任意一种：带尾纤的增益开关半导体激光器、调Q脉冲光纤激光器、被动锁模光纤激光器和主动锁模光纤激光器。在本专利技术的另一个实施例中，所述功率预放大器2为一级或多级放大结构；其中，放大级数由所述脉冲激光种子源的输出功率确定。进一步说，当脉冲激光种子源1输出的脉冲激光功率为设定数十毫瓦时，功率预放大器2为一级或多级双包层光纤放大器；而当脉冲激光种子源1输出的脉冲激光功率小于设定数毫瓦时，功率预放大器2由一级单包层光纤放大器和一级或多级双包层光纤放大器组成。具体说，由于功率预放大器2最后一级放大器通常为大模场双包层光纤放大器，因此功率预放大器2输出的脉冲激光光束质量比脉冲激光种子源1输出的脉冲激光的光束质量有所下降，功率预放大器2输出脉冲激光功率为十瓦和/或十瓦左右。在本专利技术的又一个实施例中，所述第一模场匹配器的输入尾纤与所述功率预放大器的输出尾纤参数一致。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超连续谱光纤激光器，其特征在于，所述激光器包括脉冲激光种子源、功率预放大器、第一模场匹配器、功率主放大器、第二模场匹配器以及光子晶体光纤；所述脉冲激光种子源发出的第一脉冲激光经过所述功率预放大器，得到第二脉冲激光；所述第二脉冲激光经过所述第一模场匹配器，得到第三脉冲激光；所述第三脉冲激光经过所述功率主放大器，得到第四脉冲激光；所述第四脉冲激光经过所述第二模场匹配器耦合进入所述光子晶体光纤产生超连续谱激光；所述第一模场匹配器，用于提高所述第二脉冲激光的光束质量；所述第二模场匹配器，用于减小所述第四脉冲激光进入所述光子晶体光纤的耦合损耗。

【技术特征摘要】
1.一种超连续谱光纤激光器，其特征在于，所述激光器包括脉冲激光种子源、功率预放大器、第一模场匹配器、功率主放大器、第二模场匹配器以及光子晶体光纤；所述脉冲激光种子源发出的第一脉冲激光经过所述功率预放大器，得到第二脉冲激光；所述第二脉冲激光经过所述第一模场匹配器，得到第三脉冲激光；所述第三脉冲激光经过所述功率主放大器，得到第四脉冲激光；所述第四脉冲激光经过所述第二模场匹配器耦合进入所述光子晶体光纤产生超连续谱激光；所述第一模场匹配器，用于提高所述第二脉冲激光的光束质量；所述第二模场匹配器，用于减小所述第四脉冲激光进入所述光子晶体光纤的耦合损耗。2.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述第二模场匹配器，还用于提高所述第四脉冲激光的光束质量。3.如权利要求2所述的激光器，其特征在于，所述第二脉冲激光的功率大于所述第一脉冲激光的功率；所述第三脉冲激光的光束质量优于所述第二脉冲激光的光束质量；所述第四脉冲激光的功率大于所述第三脉冲激光的功率；所述超连续谱激光的光束质量优于所述第四脉冲激光的光束质量。4.如权利要求1-3中任意一项所述的激光器，其特征在于，所述脉冲激光种子源为以...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔺博，高静，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司电子科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11