一种突发脉冲模式超快激光器及其工作方法技术

本发明专利技术涉及一种突发脉冲模式超快激光器及其工作方法，包括射频源、激光振荡器、光纤耦合的声光/电光调制器、声光/电光调制驱动器、一级主振荡放大器、声光调制器、声光调制驱动器，激光振荡器、光纤耦合的声光/电光调制器、一级主振荡放大器、声光调制器依次沿光路放置；声光/电光调制驱动器连接光纤耦合声光/电光调制器，声光调制驱动器连接声光调制器；光束从具有稳定脉冲重复频率frep的所述激光振荡器，由光纤耦合声光/电光调制器将脉冲重复频率降低为frep/n，再经过一级主振荡放大器放大，最后由声光调制器产生突发脉冲模式。

A burst mode ultra fast laser and its working method

The invention relates to a burst pulse mode ultra fast laser and its working methods, including radio frequency source, laser oscillator, optical fiber coupled acousto-optic / electro-optic modulator, acousto-optic / electro-optic modulator, primary oscillator amplifier, acoustooptic modulator, acoustooptic modulation driver, exciting oscillator, optical fiber coupled acoustooptic / electro-optical. The modulator, primary oscillator amplifier and acoustooptic modulator are placed along the optical path in turn, and the acoustooptic / electro-optic modulation driver connects the optical fiber coupled acoustooptic / electro-optic modulator, the acoustooptic modulation driver connects the acoustooptic modulator, and the beam is modulated by the optical fiber coupled acoustooptic / electro-optic modulation from the stable pulse repetition frequency FREP. The pulse repetition rate is reduced to frep/n, and then amplified by a primary oscillator amplifier. Finally, the burst mode is generated by acousto-optic modulator.

【技术实现步骤摘要】
一种突发脉冲模式超快激光器及其工作方法
本专利技术涉及一种突发脉冲模式超快激光器及其工作方法，属于超快激光

技术介绍
超快激光器是很多工业加工处理、自由电子激光器、电子加速器等领域的关键技术。锁模激光器能够产生超快脉冲，但其输出能量一般在纳焦量级，很难直接应用。实现超快激光实用化，主要需要解决输出功率低的问题。常用的放大技术是主振荡功率放大系统(MOPA)，大多数MOPA设计中存在为实现高效率而引起的增益饱和以及为达到高放大率而需要足够大的增益之间的矛盾。也就是说为了提高输出功率，MOPA要求具有高增益，而高功率又反过来使增益介质出现增益饱和，进一步增加功率变得举步维艰。而且，为了维持长时间的高功率输出，不仅在激光介质出现热量的集聚效应，同时在受体上由于连续脉冲串的作用也会堆积热量，这样的后果是不仅使激光器本身的输出特性发生变化，也会使得受体物质本身的特性发生改变，难以控制，不利于在工业和商业实际应用。从上述论述中可以得出，目前，超快激光器存在着两个主要问题制约了其在商业和工业的发展：第一、增益介质的增益饱和使激光器的输出功率失去了进一步提升的空间；第二、在运行过程中激光放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种突发脉冲模式超快激光器，其特征在于，包括射频源、激光振荡器、光纤耦合声光/电光调制器、声光/电光调制驱动器、一级主振荡放大器、声光调制器、声光调制驱动器，所述激光振荡器、所述光纤耦合声光/电光调制器、所述一级主振荡放大器、所述声光调制器依次沿光路放置；所述声光/电光调制驱动器连接所述光纤耦合声光/电光调制器，所述声光调制驱动器连接所述声光调制器；所述一级主振荡放大器包括放置在所述光纤耦合声光/电光调制器后面的、沿光路依次放置的半波片、第一法拉第隔离器、第一激光二极管、第一激光增益晶体；所述第一激光增益晶体为Nd:YVO4晶体；所述射频源产生突发脉冲时间信号；还用于产生标准脉冲重复频率信号f...

【技术特征摘要】
1.一种突发脉冲模式超快激光器，其特征在于，包括射频源、激光振荡器、光纤耦合声光/电光调制器、声光/电光调制驱动器、一级主振荡放大器、声光调制器、声光调制驱动器，所述激光振荡器、所述光纤耦合声光/电光调制器、所述一级主振荡放大器、所述声光调制器依次沿光路放置；所述声光/电光调制驱动器连接所述光纤耦合声光/电光调制器，所述声光调制驱动器连接所述声光调制器；所述一级主振荡放大器包括放置在所述光纤耦合声光/电光调制器后面的、沿光路依次放置的半波片、第一法拉第隔离器、第一激光二极管、第一激光增益晶体；所述第一激光增益晶体为Nd:YVO4晶体；所述射频源产生突发脉冲时间信号；还用于产生标准脉冲重复频率信号frep，通过和激光振荡器输出的光电信号比对，控制反馈电路，通过所述激光振荡器配合将激光振荡器的脉冲重复频率稳定在frep；所述激光振荡器产生脉冲重复频率为frep的超快脉冲，该光束作为所述光纤耦合声光/电光调制器的种子源；同时，一小部分光束与所述射频源产生的标准脉冲重复频率信号比对，实现所述激光振荡器脉冲重复频率frep的稳定；所述光纤耦合声光/电光调制器进一步降低脉冲重复频率到frep/n，n为任意正整数；同时，经过所述光纤耦合声光/电光调制器后的所述突发脉冲模式超快激光器的输出功率也降低到原来的1/n；所述声光调制器产生衍射光，该衍射光由突发脉冲时间信号触发所述声光调制驱动器产生，当没有突发脉冲时间信号触发时，该衍射光被阻断，当有突发脉冲时间信号触发时，其零级衍射光没有改变光路，仍然被阻断，其一级衍射光具有突发脉冲模式。2.根据权利要求1所述的一种突发脉冲模式超快激光器，其特征在于，所述突发脉冲模式超快激光器还包括二级主振荡放大器，所述二级主振荡放大器包括放置在声光调制器后面的、沿光路依次放置的第二法拉第隔离器、第二激光二极管、第二激光增益晶体；所述第二激光增益晶体为Nd:YVO4晶体。3.根据权利要求2所述的一种突发脉冲模式超快激光器，其特征在于，所述突发脉冲模式超快激光器还包括一级啁啾放大器、二级啁啾放大器，所述一级啁啾放大器设置在所述激光振荡器与所述光纤耦合声光/电光调制器之间；所述二级啁啾放大器设置在所述光纤耦合声光/电光调制器与所述一级主振荡放大器之间；当所述突发脉冲模式超快激光器输出功率远不大于10mW时，通过所述一级啁啾放大器放大，提高光纤耦合声光/电光调制器的输出功率和信噪比；当n>10时，通过所述二级啁啾放大器放大，将所述突发脉冲模式超快激光器输出功率进行放大。4.根据权利要求3所述的一种突发脉冲模式超快激光器，其特征在于，所述一级啁啾放大器包括第三激光二极管、第一带通滤波器、第一保偏波分复用器、第一掺镱保偏光纤、第一保偏隔离器、第一保偏耦合器；所述第一带通滤波器连接所述激光振荡器，所述第三激光二极管、所述第一带通滤波器均连接所述第一保偏波分复用器，所述第一保偏波分复用器、所述第一掺镱保偏光纤、所述第一保偏隔离器、所述第一保偏耦合器依次沿光路连接；所述保偏耦合器连接所述光纤耦合声光/电光调制器；光从所述激光振荡器输出，经所述第一带通滤波器连接到所述第一保偏波分复用器作为种子源，入射到所述第一掺镱保偏光纤，泵浦光由所述第三激光二极管发出，经所述第一保偏波分复用器耦合到所述第一掺镱保偏光纤中，在所述第一掺镱保偏光纤，种子源得到增益和放大。5.根据权利要求4所述的一种突发脉冲模式超快激光器，其特征在于，所述二级啁啾放大器包括依次沿光路连接的第四激光二极管、第二保偏波分复用器、第二掺镱保偏光纤、第一光纤准直器；所述光纤耦合声光/电光调制器连接所述第二保偏波分复用器，所述第一光纤准直器连接所述一级主振荡放大器；种子光从所述光纤耦合声光/电光调制器输出到所述第二保偏波分复用器作为种子源，入射到所述第二掺镱保偏光纤，泵浦光由第四激光二极管发出，经第二保偏波分复用器耦合到第二掺镱保偏光纤中，在所述第二掺镱保偏光纤种子源得到增益和放大，放大后的超快激光经过所述第一光纤准直器输出。6.根据权利要求5所述的一种突发脉冲模式超快激光器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚宏伟，
申请(专利权)人：褚宏伟，
类型：发明
国别省市：山东,37