一种纳秒种子源及双脉宽光纤激光器制造技术

本发明专利技术提供了一种纳秒种子源及双脉宽光纤激光器，其中，纳秒种子源包括外壳、泵浦源、谐振腔、聚焦镜及输出光纤，泵浦源及输出光纤分别设置在外壳相对的两端，且均部分伸入外壳，谐振腔靠近泵浦源设置在外壳内，聚焦镜靠近输出光纤设置在外壳内，且泵浦源发出的光依次经由谐振腔、聚焦镜汇入输出光纤。本发明专利技术提供的纳秒种子源仅仅采用泵浦源、谐振腔、聚焦镜及输出光纤等简单光学元器件组成，可国产自制，生产成本较低。而将该纳秒种子源应用在本发明专利技术提供的双脉宽光纤激光器中，又降低了激光器的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种纳秒种子源及双脉宽光纤激光器
本专利技术涉及一种激光种子源，尤其是指一种纳秒种子源及应用该纳秒种子源的双脉宽光纤激光器。
技术介绍
激光(LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation)是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后，人类的又一重大专利技术，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。而用来发射激光的装置被称为激光器。近些年来，随着激光技术的快速发展，应用于各种领域、场景的激光器也应运而生。在一些特殊的应用场景，比如在加工蓝宝石或陶瓷时，需要先使用纳秒脉冲对蓝宝石或陶瓷进行粗加工，再使用皮秒脉冲对蓝宝石或陶瓷进行精加工；在3D打印领域，需要先使用纳秒脉冲对金属材料烧节融化，再使用皮秒脉冲对金属材料的精加工区域进行精加工。针对这些特殊的激光应用场景，现有的集成一体化激光器的皮秒脉冲宽度无法达到10ps以下，也无法兼容同时输出纳秒脉冲。在多数情况下，都是采用两台激光器(皮秒激光器及纳秒激光器)，并在外光路上合束后再投入使用的方式，这就导致了成本过高的问题。而且，外光路的设计极其复杂，调光难度大，易出现作业效果不稳定的现象。另外，即使采用现有的一些多脉宽激光器，也会由于这些多脉宽激光器的输出脉冲限制在百皮秒至纳秒之间而存在热效应，影响使用效果。值得注意的是，现有的激光器中的激光种子源的成本普遍较高，进一步提高了激光器的成本。因此，有必要对上述激光器及位于激光器内的激光种子源的结构进行改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种纳秒种子源及双脉宽光纤激光器，旨在解决现有的激光种子源及激光器成本过高的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术实施例第一方面提供了一种纳秒种子源，包括外壳、泵浦源、谐振腔、聚焦镜及输出光纤，所述泵浦源及输出光纤分别设置在外壳相对的两端，且均部分伸入所述外壳，所述谐振腔靠近泵浦源设置在外壳内，所述聚焦镜靠近输出光纤设置在外壳内，且所述泵浦源发出的光依次经由谐振腔、聚焦镜汇入输出光纤。在一些实施方案中，所述谐振腔包括偏振元件、饱和吸收体及激光棒，所述偏振元件、饱和吸收体及激光棒沿泵浦源至输出光纤方向依次连接。在一些实施方案中，所述谐振腔还包括波长为第一数值的高反射率膜、低反射率膜，以及波长为第二数值的高透射率膜，所述高透射率膜及高反射率膜沿泵浦源至偏振元件方向依次镀设在偏振元件靠近泵浦源一端，所述低反射率膜镀设在激光棒靠近聚焦镜一端，所述第二数值与泵浦源发出的光的波长值相等，所述第一数值大于第二数值。在一些实施方案中，所述激光棒为YAG激光棒，所述输出光纤为偏振保持光纤。在一些实施方案中，所述输出光纤输出的激光的脉宽为0.2-1.5Ns，频率为25-100KHz。本专利技术实施例第二方面提供了一种双脉宽光纤激光器，包括如本专利技术实施例第一方面所述的纳秒种子源、皮秒种子源、预放大器、多级放大系统、输出隔离器及具有第一输入端口、第二输入端口、输出端口的声光调制器，所述皮秒种子源、预放大器、声光调制器的第一输入端口依次通过光纤连接，所述声光调制器的输出端口、多级放大系统及输出隔离器依次通过光纤连接，所述纳秒种子源的输出光纤通过光纤与声光调制器的第二输入端口连接。在一些实施方案中，所述多级放大系统包括多个放大器，多个所述放大器依次通过光纤连接，且进入所述多级放大系统的光依次经由多个放大器放大后输出至输出隔离器。在一些实施方案中，所述输出隔离器为任意偏振的隔离器。在一些实施方案中，所述纳秒种子源、皮秒种子源、预放大器及声光调制器之间的光纤为偏振保持光纤，且纤芯芯径小于10μm；所述声光调制器与多级放大系统之间的光纤为大模场面积增益光纤；所述多级放大系统中多个放大器之间的光纤，以及所述多级放大系统与输出隔离器之间的光纤均为大尺寸多模光纤，且纤芯芯径大于或等于20μm。在一些实施方案中，所述皮秒种子源采用全光纤NPR或SESAM或环形镜结构，且输出的光的脉宽小于10Ps，重复频率为20-100MHz，功率为5-15Mw。从上述描述可知，与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的纳秒种子源仅仅采用泵浦源、谐振腔、聚焦镜及输出光纤等简单光学元器件组成，可国产自制，生产成本较低。而将该纳秒种子源应用在本专利技术提供的双脉宽光纤激光器中，又降低了激光器的生产成本。另外，该双脉宽光纤激光器采用纳秒种子源及皮秒种子源两种脉宽的种子源，并共用一个具有三个端口的声光调制器及多级放大系统输出，从而节约了很大成本。相对于一些特殊的激光应用场景而言，该双脉宽光纤激光器不需要外光路进行合束工作，省去了外光路的繁琐，降低了调节难度，提升作业效果的同时，进一步降低了生产成本，满足了工业应用的需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术第一实施例提供的纳秒种子源的结构示意图；图2为本专利技术第二实施例提供的谐振腔的结构示意图；图3为本专利技术第三实施例提供的双脉宽光纤激光器的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，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。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术的各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。请参阅图1，图1为本专利技术第一实施例提供的纳秒种子源的结构示意图。如图1所示，本专利技术第一实施例提供的纳秒种子源，包括外壳1、泵浦源2、谐振腔3、聚焦镜4及输出光纤5，其中，泵浦源2及输出光纤5分别设置在外壳1相对的两端，且均部分伸入外壳1，谐振腔3靠近泵浦源2设置在外壳1内，聚焦镜4靠近输出光纤5设置在外壳1内，且泵浦源2发出的光依次经由谐振腔3、聚焦镜4汇入输出光纤5。示例性的，于实际工作过程中，泵浦源2发出的光经过谐振腔3后，由聚焦镜4耦合至输出光纤5。本专利技术第一实施例提供的纳秒种子源，仅仅采用泵浦源、谐振腔、聚焦镜及输出光纤等简单光学元器件组成，可国产自制，生产成本较低。请参阅图2，图2为本专利技术第二实施例提供的谐振腔的结构示意图。以本专利技术第一实施例提供的纳秒种子源为基础，在本专利技术第二实施例中：进一步地，如图2所示，谐振腔3包括偏振元件31、饱和吸收体32及激光棒33，其中，偏振元件31、饱和吸收体32及激光棒33沿泵浦源2至输出光纤5方向依次连接。具体的，激光棒33为YAG激光棒，输出光纤5为偏振保持光纤，且输出光纤5输出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳秒种子源，其特征在于，包括：外壳、泵浦源、谐振腔、聚焦镜及输出光纤，所述泵浦源及输出光纤分别设置在外壳相对的两端，且均部分伸入所述外壳，所述谐振腔靠近泵浦源设置在外壳内，所述聚焦镜靠近输出光纤设置在外壳内，且所述泵浦源发出的光依次经由谐振腔、聚焦镜汇入输出光纤。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳秒种子源，其特征在于，包括：外壳、泵浦源、谐振腔、聚焦镜及输出光纤，所述泵浦源及输出光纤分别设置在外壳相对的两端，且均部分伸入所述外壳，所述谐振腔靠近泵浦源设置在外壳内，所述聚焦镜靠近输出光纤设置在外壳内，且所述泵浦源发出的光依次经由谐振腔、聚焦镜汇入输出光纤。


2.如权利要求1所述的纳秒种子源，其特征在于，所述谐振腔包括：偏振元件、饱和吸收体及激光棒，所述偏振元件、饱和吸收体及激光棒沿泵浦源至输出光纤方向依次连接。


3.如权利要求2所述的纳秒种子源，其特征在于，所述谐振腔还包括：波长为第一数值的高反射率膜、低反射率膜，以及波长为第二数值的高透射率膜，所述高透射率膜及高反射率膜沿泵浦源至偏振元件方向依次镀设在偏振元件靠近泵浦源一端，所述低反射率膜镀设在激光棒靠近聚焦镜一端，所述第二数值与泵浦源发出的光的波长值相等，所述第一数值大于第二数值。


4.如权利要求2所述的纳秒种子源，其特征在于：所述激光棒为YAG激光棒，所述输出光纤为偏振保持光纤。


5.如权利要求1-4任一项所述的纳秒种子源，其特征在于：所述输出光纤输出的激光的脉宽为0.2-1.5Ns，频率为25-100KHz。


6.一种双脉宽光纤激光器，其特征在于，包括：如权利要求1-5任一项所述的纳秒种子源、皮秒种子源、...

【专利技术属性】
技术研发人员：包文强，金艳丽，吕启涛，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44