一种飞秒光纤激光器及其调控方法技术

本发明专利技术公开了一种飞秒光纤激光器及其调控方法，包括：依次设置的种子源、第一透射光栅对、掺镱光纤放大器、脉冲压缩系统和倍频滤波系统，其中，种子源输出锁模脉冲至第一透射光栅对；第一透射光栅对包括两个透射光栅，两个透射光栅的间距可调节，第一透射光栅对向锁模脉冲引入正啁啾，得到带有正啁啾的锁模脉冲；掺镱光纤放大器对带有正啁啾的锁模脉冲进行放大，得到放大后的锁模脉冲；脉冲压缩系统对放大后的锁模脉冲进行压缩，得到压缩后的锁模脉冲；倍频滤波系统将所述压缩后的锁模脉冲进行倍频滤波输出飞秒激光脉冲。通过实施本发明专利技术，可以通过调节第一透射光栅对的间距得到不同的倍频效率，进而实现倍频效率的优化。进而实现倍频效率的优化。进而实现倍频效率的优化。

【技术实现步骤摘要】
一种飞秒光纤激光器及其调控方法


[0001]本专利技术涉及激光
，具体涉及一种飞秒光纤激光器及其调控方法。

技术介绍

[0002]高功率515nm绿光激光器在材料切割、材料加工和超短脉冲激光器泵浦源等实际应用中起着重要作用；倍频效应是获得可见光波长脉冲激光的一个重要手段，其定义为入射电磁波穿过非线性光学介质时会产生频率为原频率二倍的电磁波，这是一种常见而重要的二阶非线性光学效应。飞秒掺镱光纤激光器获得515nm波段附近的倍频脉冲在成本、空间紧凑性和稳定性方面要比传统固态激光器更具竞争力，是近年来的重要研究方向之一，利用这种方法获得的飞秒脉冲高功率绿光激光器已逐步满足商用和工业化需求。但目前的飞秒光纤激光器存在调节倍频效率的结构复杂及倍频效率有待提高的问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供一种飞秒光纤激光器及其调控方法，以解决现有飞秒光纤激光器存在调节倍频效率的结构复杂及倍频效率有待提高的问题。
[0004]本专利技术提出的技术方案如下：
[0005]本专利技术实施例第一方面提供一种飞秒光纤激光器，包括：依次设置的种子源、第一透射光栅对、掺镱光纤放大器、脉冲压缩系统和倍频滤波系统，其中，
[0006]所述种子源输出锁模脉冲至所述第一透射光栅对；
[0007]所述第一透射光栅对包括两个透射光栅，所述两个透射光栅的间距可调节，所述第一透射光栅对向所述锁模脉冲引入正啁啾，得到带有正啁啾的锁模脉冲；
[0008]所述掺镱光纤放大器对所述带有正啁啾的锁模脉冲进行放大，得到放大后的锁模脉冲；
[0009]所述脉冲压缩系统对所述放大后的锁模脉冲进行压缩，得到压缩后的锁模脉冲；
[0010]所述倍频滤波系统将所述压缩后的锁模脉冲进行倍频滤波输出飞秒激光脉冲。
[0011]本专利技术实施例提供的飞秒光纤激光器，通过设置种子源、第一透射光栅对、掺镱光纤放大器、脉冲压缩系统和倍频滤波系统，可以实现通过调节第一透射光栅对的间距调节引入正啁啾量的多少，从而调控在放大过程光纤中的非线性效应自相位调制引起的光谱压缩效应和脉冲宽度变化，得到不同的倍频效率，进而实现倍频效率的优化。
[0012]结合第一方面，在第一方面的第二实施例中，所述掺镱光纤放大器包括：依次设置的准直器、第一光纤隔离器、半导体激光器、合束器、第一保偏掺镱光纤和第二光纤隔离器，
[0013]所述准直器接收所述第一透射光栅对输出的带有正啁啾的锁模脉冲，所述准直器将所述带有正啁啾的锁模脉冲耦合到所述第一光纤隔离器，所述第一光纤隔离器将所述带有正啁啾的锁模脉冲输出至所述合束器，所述半导体激光器生成的泵浦光输出至所述合束器，所述合束器将所述带有正啁啾的锁模脉冲和所述泵浦光进行耦合输出耦合后的锁模脉冲，所述耦合后的锁模脉冲经过所述第一保偏掺镱光纤放大输出放大后的锁模脉冲，所述
放大后的锁模脉冲经过第二光纤隔离器输出至所述脉冲压缩系统。
[0014]本实施例通过在掺镱光纤放大器中设置准直器、第一光纤隔离器、半导体激光器、合束器、第一保偏掺镱光纤和第二光纤隔离器，实现对带有正啁啾的锁模脉冲进行放大，得到放大后的锁模脉冲。
[0015]结合第一方面，在第一方面的第三实施例中，所述脉冲压缩系统包括：依次设置的第二反射镜、第二透射光栅对和第一反射镜，
[0016]所述放大后的锁模脉冲经过所述第二透射光栅对后经过第一反射镜反射，再次经过所述第二透射光栅对得到压缩后的锁模脉冲，所述压缩后的锁模脉冲经过所述第二反射镜反射到所述倍频滤波系统。
[0017]本实施例通过在脉冲压缩系统中设置第二透射光栅对对放大后的锁模脉冲压缩，可以减小脉冲宽度，提升脉冲的峰值功率，调节两个透射光栅的间距还可以调节放大后的锁模脉冲的脉冲宽度，进一步调节倍频效率，提高优化倍频效率的精度。
[0018]结合第一方面，在第一方面的第四实施例中，所述倍频滤波系统包括：依次设置的第三反射镜、第一二分之一波片、凹透镜、第一凸透镜、第二凸透镜、铌酸锂倍频晶体、第三凸透镜和滤波片，所述第三反射镜将压缩后的锁模脉冲反射后经过第一二分之一波片匹配相应的光轴，然后依次经过凹透镜和第一凸透镜增大脉冲宽度，再经过第二凸透镜和第三凸透镜聚焦到铌酸锂倍频晶体进行倍频，最后经过滤波片生成飞秒激光脉冲。
[0019]本专利技术实施例通过在倍频滤波系统中依次设置第三反射镜、第一二分之一波片、凹透镜、第一凸透镜、第二凸透镜、铌酸锂倍频晶体、第三凸透镜和滤波片，利用凹透镜和第一凸透镜增大光斑，再利用第二凸透镜和第三凸透镜将光斑聚焦到铌酸锂倍频晶体，可以提高倍频效率，利用滤波片滤除不需要的光，避免干扰。
[0020]结合第一方面、第一方面的第一实施例、第一方面的第二实施例、第一方面的第三实施例和第一方面的第四实施例中任一项实施例，在第一方面的第五实施例中，所述放大后的锁模脉冲的波段包括1010
‑
1050nm。
[0021]结合第一方面、第一方面的第一实施例、第一方面的第二实施例、第一方面的第三实施例和第一方面的第四实施例中任一项实施例，在第一方面的第六实施例中，所述飞秒激光脉冲的波段包括500
‑
530nm。
[0022]结合第一方面的第二实施例，在第一方面的第七实施例中，所述半导体激光器采用1个976nm多模光纤二极管单向泵浦的方式生成泵浦光。
[0023]结合第一方面、第一方面的第一实施例、第一方面的第二实施例、第一方面的第三实施例和第一方面的第四实施例中任一项实施例，在第一方面的第八实施例中，所述第一透射光栅对的刻线密度为每毫米1000线。
[0024]本专利技术实施例第一透射光栅对通过选择刻线密度为每毫米1000线的透射光栅，可以为获得515nm附近的飞秒脉冲激光提供适合的负色散。
[0025]本专利技术第二方面提供一种飞秒光纤激光器调控方法，应用于第一方面或上述任一项实施例，所述方法包括：
[0026]接收锁模脉冲；
[0027]调节第一透射光栅对的间距对所述锁模脉冲的正啁啾量调整，获得不同正啁啾量的锁模脉冲；
[0028]对所述不同正啁啾量的锁模脉冲进行放大、压缩和倍频得到飞秒激光脉冲。
[0029]本专利技术实施例通过调节第一透射光栅对的间距获得不同正啁啾量的锁模脉冲，将不同正啁啾量的锁模脉冲经过放大、压缩和倍频后得到具有不同倍频效率的飞秒激光脉冲，进而实现倍频效率的优化。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本专利技术实施例中飞秒光纤激光器的结构框图；
[0032]图2为本专利技术另一实施例中飞秒光纤激光器的结构示意图；
[0033]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞秒光纤激光器，其特征在于，包括：依次设置的种子源、第一透射光栅对、掺镱光纤放大器、脉冲压缩系统和倍频滤波系统，其中，所述种子源输出锁模脉冲至所述第一透射光栅对；所述第一透射光栅对包括两个透射光栅，所述两个透射光栅的间距可调节，所述第一透射光栅对向所述锁模脉冲引入正啁啾，得到带有正啁啾的锁模脉冲；所述掺镱光纤放大器对所述带有正啁啾的锁模脉冲进行放大，得到放大后的锁模脉冲；所述脉冲压缩系统对所述放大后的锁模脉冲进行压缩，得到压缩后的锁模脉冲；所述倍频滤波系统将所述压缩后的锁模脉冲进行倍频滤波输出飞秒激光脉冲。2.根据权利要求1所述的飞秒光纤激光器，其特征在于，所述掺镱光纤放大器包括：依次设置的准直器、第一光纤隔离器、半导体激光器、合束器、第一保偏掺镱光纤和第二光纤隔离器，所述准直器接收所述第一透射光栅对输出的带有正啁啾的锁模脉冲，所述准直器将所述带有正啁啾的锁模脉冲耦合到所述第一光纤隔离器，所述第一光纤隔离器将所述带有正啁啾的锁模脉冲输出至所述合束器，所述半导体激光器生成的泵浦光输出至所述合束器，所述合束器将所述带有正啁啾的锁模脉冲和所述泵浦光进行耦合输出耦合后的锁模脉冲，所述耦合后的锁模脉冲经过所述第一保偏掺镱光纤放大输出放大后的锁模脉冲，所述放大后的锁模脉冲经过第二光纤隔离器输出至所述脉冲压缩系统。3.根据权利要求1所述的飞秒光纤激光器，其特征在于，所述脉冲压缩系统包括：依次设置的第二反射镜、第二透射光栅对和第一反射镜，所述放大后的锁模脉冲经过所述第二透射光栅对后经过第一反射镜反射，再次经过所述第二透射光栅对得到压缩后的锁模脉冲，所述压缩后...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎海明，
申请(专利权)人：佛山帕科斯激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：