本实用新型专利技术提供了一种亚百飞秒光纤激光脉冲产生装置，包括振荡器、色散管理器、功率主放大器和脉冲压缩器，所述振荡器用于提供种子光，所述色散管理器包括光纤环形器、啁啾光纤光栅和单模光纤放大器，所述种子光由光纤环形器的输入端进入啁啾光纤光栅，经啁啾光纤光栅反射后由输出端进入单模光纤放大器，得到信号光；所述单模光纤放大器的输出端与功率主放大器输入端连接，用于对所述信号光进行功率放大，所述功率主放大器的输出端与脉冲压缩器连接；本实用新型专利技术能够解决现有技术中空间光路较多、体积较大、难以集成化处理等问题。难以集成化处理等问题。难以集成化处理等问题。
【技术实现步骤摘要】
一种亚百飞秒光纤激光脉冲产生装置
[0001]本技术属于激光
，具体涉及一种亚百飞秒光纤激光脉冲产生装置。
技术介绍
[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]光纤激光是一种区别于传统固体、半导体激光的新型激光技术，具有结构紧凑，稳定性高，光束质量好，易维护等优点。随着超快时间分辨、宽带太赫兹产生、飞秒光学频率梳、超快瞬态现象的研究发展需求，人们急需稳定可靠的飞秒激光光源，产生高质量的飞秒激光脉冲已迫在眉睫。
[0004]激光脉冲在纤芯为微米量级的光纤中传输时引起高非线性相位累积是导致脉冲畸变、时间宽度难以进一步变窄的主要原因。啁啾脉冲放大是一种从时间上解决脉冲传输过程中高非线性相位累积的技术，它的核心是在脉冲功率提升之前使用色散光纤或者空间光栅等色散元件将种子光脉冲宽度拓宽，以达到降低脉冲峰值功率的目的，在功率放大之后再使用反常色散元件进行补偿以获得超短脉冲输出。
[0005]与之相反的，利用光纤非线性效应直接进行功率放大的自相似脉冲放大技术和非线性放大技术也是获得飞秒激光脉冲输出的有效途径。自相似脉冲在放大过程中可以主动利用光纤的非线性效应展宽光谱，在脉冲峰值功率、时域宽度和频谱宽度指数增长的同时可保持抛物线形不变，引入线性啁啾，在功率放大后采用简单的反常色散元件进行去啁啾处理后即可获得高质量的亚百飞秒脉冲。在此基础上演化来的预啁啾管理自相似放大技术也是获得亚百飞秒脉冲的另一种方法。
[0006]现有技术的缺点及本申请提案要解决的技术问题
[0007]在啁啾脉冲放大技术研究中，受限于增益光纤的增益带宽以及其回避光纤非线性效应的特点，最终导致光谱展宽量受限，难以获得200fs以下的激光脉冲，展宽器与压缩器色散失配引起的残余高阶色散累积大大降低了压缩脉冲的质量。此外，为了尽可能拉伸种子光脉冲时间，通常需要大量的色散累积。单模光纤的色散系数比较低，为了达到拉伸脉冲的目的通常需要数百米至上千米长的光纤，这无疑增加了激光系统的复杂度，不利于整机集成。空间衍射光栅色散系数较大可以很好地展宽脉冲，但是过多的空间光路不仅降低了系统的稳定性还破坏了光纤激光器的紧凑性。
[0008]在自相似脉冲放大技术研究中通常采用空间型的偏转旋转锁模激光器作为振荡器，这种振荡器空间光路较多，结构复杂，稳定性不高，难以集成得到稳定紧凑的光纤激光整机设备。此外，为实现理想的抛物线形脉冲演化还需要足够长的低增益光纤来进行脉冲传输，较长的光纤会增加拉曼散射效应，限制自相似放大器能量的进一步提升。预啁啾管理自相似脉冲放大技术虽然可以通过预啁啾管理提高脉冲能量使脉冲在较短的光纤中实现抛物线形演化，但预啁啾管理器一般是空间光栅对或空间光栅与棱镜组成的棱栅结构，这种预啁啾管理器空间结构复杂，体积过大，对光路搭建的精度要求较高，通用性较差，同样
不利于系统化集成。
技术实现思路
[0009]本技术提出了一种亚百飞秒光纤激光脉冲产生装置，本技术能够解决现有技术中空间光路较多、体积较大、难以集成化处理等问题。
[0010]根据一些实施例，本技术采用如下技术方案：
[0011]一种亚百飞秒光纤激光脉冲产生装置，包括振荡器、色散管理器、功率主放大器和脉冲压缩器，其中：
[0012]所述振荡器用于提供种子光，所述色散管理器包括光纤环形器、啁啾光纤光栅和单模光纤放大器，所述种子光由光纤环形器的输入端进入啁啾光纤光栅，经啁啾光纤光栅反射后由输出端进入单模光纤放大器，得到信号光；
[0013]所述单模光纤放大器的输出端与功率主放大器输入端连接，用于对所述信号光进行功率放大，所述功率主放大器的输出端与脉冲压缩器连接。
[0014]作为可选择的实施方式，所述振荡器包括半导体可饱和吸收体、第一单模激光二极管、第一增益光纤、保偏分束器和第一啁啾光纤光栅，所述半导体可饱和吸收体与第一增益光纤连接，且第一增益光纤在第一单模激光二极管的泵浦下激发出信号波长，所述第一增益光纤连接有保偏分束器，所述保偏分束器用于将一部分激光输出到腔外，另一部分激光输入到第一啁啾光纤光栅中，经第一啁啾光纤光栅反射后在腔内振荡。
[0015]作为进一步的限定，所述第一增益光纤是纤芯外设有包层的单模掺镱光纤。
[0016]作为进一步的限定，所述保偏分束器的分束比为9:1，其中10％的激光输出到腔外，90％的激光输入到第一啁啾光纤光栅中。
[0017]作为可选择的实施方式，所述色散管理器包括光纤环形器、第二啁啾光纤光栅、第二单模激光二极管、波分复用器和第二增益光纤，所述光纤环形器的尾纤为保偏结构，种子光由输入端进入第二啁啾光纤光栅，再经第二啁啾光纤光栅反射后由输出端进入单模光纤放大器；第二单模激光二极管输出的连续泵浦激光与光纤环形器输出的种子光经波分复用器合在一起，共同进入第二增益光纤中进行功率放大。
[0018]作为进一步的限定，所述第二啁啾光纤光栅与第一啁啾光纤光栅结构相同，为周期沿光纤的轴向不断变化的携带一定负色散量的光栅。
[0019]作为可选择的实施方式，所述功率主放大器为全光纤结构。
[0020]作为可选择的实施方式，所述功率主放大器包括保偏光纤隔离器、第一多模激光二极管、第二多模激光二极管、光纤合束器、光子晶体光纤和非球面透镜，所述保偏光纤隔离器接收携带预啁啾的种子光，对其进行单向传输并隔离回返光，光纤合束器的信号端口与保偏光纤隔离器连接，一个泵浦端与第一多模激光二极管连接、另一个泵浦端与第二多模激光二极管连接，输出端与光子晶体光纤熔接，光子晶体光纤输出的激光经非球面透镜准直成空间平行光束传输。
[0021]作为进一步的限定，所述光子晶体光纤沿慢轴水平方向盘绕放置，且光子晶体光纤输出端熔接无芯光纤，并进行一定切角处理，以增加光纤端面损伤阈值降低端面自聚焦。
[0022]作为进一步的限定，所述光子晶体光纤为双包层结构。
[0023]作为可选择的实施方式，所述脉冲压缩器包括第一半波片、空间隔离器、第二半波
片、第一透射光栅和第二透射光栅，第一半波片接收所述功率主放大器的输出信号光，空间隔离器设置于第一半波片后方，经空间隔离器后信号光依次经过第二半波片、第一反射镜进入第一透射光栅和第二透射光栅进行脉冲压缩，脉冲压缩的光经过0
°
反射镜反射回原光路，进行第二次脉冲压缩。
[0024]作为可选择的实施方式，第一透射光栅和第二透射光栅之间的间距可调，通过调节所述间距，调节系统净色散量。
[0025]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0026]本技术使用啁啾光纤光栅与单模光纤放大器组成的全光纤化色散管理器引入预啁啾，与空间型的光栅对或棱栅结构的色散管理器相比较，结构紧凑，操作简便，有利于小型化集成；
[0027]本技术通过调整单模光纤放大器的放大量，或者与不同色散量的啁啾光纤光栅搭配，可实现不同啁啾量的精确调节与引入本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种亚百飞秒光纤激光脉冲产生装置，其特征是：包括振荡器、色散管理器、功率主放大器和脉冲压缩器，其中：所述振荡器用于提供种子光，所述色散管理器包括光纤环形器、啁啾光纤光栅和单模光纤放大器，所述种子光由光纤环形器的输入端进入啁啾光纤光栅，经啁啾光纤光栅反射后由输出端进入单模光纤放大器，得到信号光；所述单模光纤放大器的输出端与功率主放大器输入端连接，用于对所述信号光进行功率放大，所述功率主放大器的输出端与脉冲压缩器连接。2.如权利要求1所述的一种亚百飞秒光纤激光脉冲产生装置，其特征是：所述振荡器包括半导体可饱和吸收体、第一单模激光二极管、第一增益光纤、保偏分束器和第一啁啾光纤光栅，所述半导体可饱和吸收体与第一增益光纤连接，且第一增益光纤在第一单模激光二极管的泵浦下激发出信号波长，所述第一增益光纤连接有保偏分束器，所述保偏分束器用于将一部分激光输出到腔外，另一部分激光输入到第一啁啾光纤光栅中，经第一啁啾光纤光栅反射后在腔内振荡。3.如权利要求2所述的一种亚百飞秒光纤激光脉冲产生装置，其特征是：所述第一增益光纤是纤芯外设有包层的单模掺镱光纤；或，所述保偏分束器的分束比为9:1，其中10％的激光输出到腔外，90％的激光输入到第一啁啾光纤光栅中。4.如权利要求1所述的一种亚百飞秒光纤激光脉冲产生装置，其特征是：所述色散管理器包括光纤环形器、第二啁啾光纤光栅、第二单模激光二极管、波分复用器和第二增益光纤，所述光纤环形器的尾纤为保偏结构，种子光由输入端进入第二啁啾光纤光栅，再经第二啁啾光纤光栅反射后由输出端进入单模光纤放大器；第二单模激光二极管输出的连续泵浦激光与光纤环形器输出的种子光经波分复用器合在一起，共同进入第二增益光纤中进行功率放大。5.如权利要求4所述的一种亚百飞秒光...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺明洋，郝安庆，曾和平，
申请(专利权)人：济南量子技术研究院，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。