【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及窄线宽光纤激光器，特别是涉及一种基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器。
技术介绍
1、光纤激光相干合成技术是目前突破单纤功率限制、提升光纤激光输出功率并保持优质光束质量的有效途径。其原理是利用多个高功率线偏振窄线宽光纤激光子束的波长和偏振方向一致，通过控制子束相位，使各激光阵列在远场以相互干涉的方式实现高品质叠加。这种方法不仅对子束的线宽、光束质量要求严格，对线偏振子束的偏振消光比也有很高的要求。子束的偏振消光比将直接影响相干合成的效率，从而影响光束合成功率。
2、目前，高功率全光纤窄线宽激光器一般由线偏振窄线宽种子源、一级或多级预放大器和主放大器构成。在放大器中，主要有两种方法可以实现线偏振激光输出。
3、第一种方法是基于全保偏光纤器件搭建线偏振光纤放大器，利用器件的偏振保持特性实现线偏振光输出。该方法是实现线偏振子束的主要技术途径，可实现放大器的全光纤化和全保偏化，但由于放大级中保偏光纤较长，受限于保偏光纤材料的制造工艺，在传输过程中激光的偏振消光比将不可避免的退化。即便种子源输出的偏振消光比很高（20db以上），在数千瓦级的保偏放大器输出端得到的偏振消光比都将退化至15db左右。随着功率的进一步提升，放大级中将产生模式不稳定效应，将导致偏振消光比进一步降低。
4、第二种方法是基于偏振自适应补偿，在非保偏放大器中通过偏振控制实现线偏振激光输出。该方法有赖于在放大级输出端利用偏振分束器（pbs）将激光分为p光和s光，利用光电探测器对p光进行探测，为偏振控制系统提供反馈信号，再利用前端
5、综上，无论采用哪种方法，千瓦级以上的线偏振窄线宽光纤激光器的偏振消光比一般仅在15db左右，几乎不可能超过20db。因此，目前窄线宽光纤激光器的偏振消光比有待提高。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术实施例提供一种基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器，以提高窄线宽光纤激光器的偏振消光比。
2、为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下方案：
3、一种基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器，包括：种子源、预放大结构、主放大结构和倾斜光栅；所述倾斜光栅为基于保偏光纤刻写的45°倾斜的光栅；
4、所述种子源的输出端与所述预放大结构的输入端连接；所述预放大结构的输出端与所述主放大结构的输入端连接；所述主放大结构的输入端和/或所述主放大结构的输出端设置至少一个所述倾斜光栅。
5、可选地，所述倾斜光栅包括：保偏光纤和光栅本体；
6、所述保偏光纤包括：纤芯、应力棒和包层；所述纤芯位于两个所述应力棒之间；所述包层用于包裹所述纤芯和所述应力棒；所述纤芯内部设置所述光栅本体；
7、两个所述应力棒中心连线的方向为所述保偏光纤的慢轴方向，与所述慢轴方向以及所述保偏光纤的光纤轴的方向均垂直的方向为所述保偏光纤的快轴方向；
8、所述光栅本体设置在所述保偏光纤内部；所述光栅本体的栅面与所述保偏光纤的慢轴呈45°夹角、与所述保偏光纤的光纤轴呈45°夹角且与所述保偏光纤的快轴方向平行。
9、可选地，所述光栅本体为多个；多个所述光栅本体的栅面之间的法相间距等于光栅本体的周期；
10、所述光栅本体的周期与激光波长的关系满足：
11、；
12、其中，λ为保偏光纤输入的激光波长；n为光栅本体的折射率；为光栅本体的周期。
13、可选地，采用保偏光纤熔接机在所述主放大结构的输入端和/或所述主放大结构的输出端对轴熔接至少一个所述倾斜光栅。
14、可选地，所述主放大结构的输入端设置一个所述倾斜光栅；所述主放大结构的输出端设置一个所述倾斜光栅。
15、可选地，所述倾斜光栅为基于保偏光纤采用刻栅激光和相位掩膜板刻写的45°倾斜的光栅。
16、可选地，所述倾斜光栅的长度至少为2cm。
17、可选地，所述刻栅激光为紫外激光或飞秒激光。
18、可选地，所述种子源包括：单频激光器、相位调制器和信号源；所述单频激光器和所述信号源均与所述相位调制器连接；所述相位调制器的输出端作为所述种子源的输出端。
19、可选地，所述预放大结构包括：依次连接的第一预放大器、第二预放大器和隔离器。
20、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
21、本专利技术实施例在主放大结构的输入端和/或主放大结构的输出端设置至少一个倾斜光栅，倾斜光栅为基于保偏光纤刻写的45°倾斜的光栅，该倾斜光栅可以用做偏振消光比增强器，大幅度提升线偏振激光的偏振消光比，因此，本专利技术实施例能提高窄线宽光纤激光器的偏振消光比，具有工程难度低、可靠性高等特点。
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1.一种基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器，其特征在于，包括：种子源、预放大结构、主放大结构和倾斜光栅；所述倾斜光栅为基于保偏光纤刻写的45°倾斜的光栅；
2.根据权利要求1所述的基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器，其特征在于，所述倾斜光栅包括：保偏光纤和光栅本体；
3.根据权利要求2所述的基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器，其特征在于，所述光栅本体为多个；多个所述光栅本体的栅面之间的法相间距等于光栅本体的周期；
4.根据权利要求1所述的基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器，其特征在于，采用保偏光纤熔接机在所述主放大结构的输入端和/或所述主放大结构的输出端对轴熔接至少一个所述倾斜光栅。
5.根据权利要求1所述的基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器，其特征在于，所述主放大结构的输入端设置一个所述倾斜光栅；所述主放大结构的输出端设置一个所述倾斜光栅。
6.根据权利要求1所述的基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器，其特征在于，所述倾斜光栅为基于保偏光纤采用刻栅激光和相位掩膜板刻写的45°倾斜的光栅。
7.根据权利要求1所述的基于倾斜光栅的窄线宽
8.根据权利要求1所述的基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器，其特征在于，所述刻栅激光为紫外激光或飞秒激光。
9.根据权利要求1所述的基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器，其特征在于，所述种子源包括：单频激光器、相位调制器和信号源；所述单频激光器和所述信号源均与所述相位调制器连接；所述相位调制器的输出端作为所述种子源的输出端。
10.根据权利要求1所述的基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器，其特征在于，所述预放大结构包括：依次连接的第一预放大器、第二预放大器和隔离器。
...【技术特征摘要】
1.一种基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器，其特征在于，包括：种子源、预放大结构、主放大结构和倾斜光栅；所述倾斜光栅为基于保偏光纤刻写的45°倾斜的光栅；
2.根据权利要求1所述的基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器，其特征在于，所述倾斜光栅包括：保偏光纤和光栅本体；
3.根据权利要求2所述的基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器，其特征在于，所述光栅本体为多个；多个所述光栅本体的栅面之间的法相间距等于光栅本体的周期；
4.根据权利要求1所述的基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器，其特征在于，采用保偏光纤熔接机在所述主放大结构的输入端和/或所述主放大结构的输出端对轴熔接至少一个所述倾斜光栅。
5.根据权利要求1所述的基于倾斜光栅的窄线宽光纤激光器，其特征在于，所述主放大结构的输入端设置一个所述倾斜光栅；所述主放大结构的输出端设置一个所述倾...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄珊，高小彤，刘玙，李雨薇，楚秋慧，黎玥，邓安琪，吴文杰，陶汝茂，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：
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