【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光，尤其涉及一种重复频率可调的超快激光系统、频率调制方法和控制方法。
技术介绍
1、超快激光器由于具备冷加工的优势，被广泛应用于在军事、科研、工业以及医疗等领域。为了更好的适用于各应用领域，往往需要超快激光器拥有高的单脉冲能量。为了获得高单脉冲能量，现有技术往往采用高频种子源降频放大的方式来实现，并且一般使用的是高频声光调制器。
2、但是存在的问题是，在需求脉冲数小于声光调制器以极限调制宽度调制基频超快脉冲获得的脉冲数时，需要更换更高频率的声光调制器，而更高频率的声光调制器在工艺上几乎已经达到了极限。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种重复频率可调的超快激光系统、频率调制方法和控制方法，通过对声光调制单元的调制信号的设置，能够通过低频的声光调制器调制基频超快脉冲实现高频的种子腔体输出控制，无需更换高频声光调制器，大大节约了激光器的成本。
2、根据本专利技术的第一方面，提供了一种重复频率可调的超快激光系统，包括：
3、用于形成基频超快脉冲的种子源；
4、重频筛选模块，包括依次沿所述基频超快脉冲输出的路径上布置的声光调制单元和光反射单元；所述声光调制单元用于基于初筛调制信号调制所述基频超快脉冲形成第一脉冲信号至所述光反射单元，所述光反射单元用于接收所述第一脉冲信号并反射所述第一脉冲信号形成第二脉冲信号至所述声光调制单元，所述声光调制单元用于基于复筛调制信号调制所述第二脉冲信号形成目标脉冲信号；
5、控制模块
6、其中，当所述目标脉冲数小于或等于所述初筛调制信号以所述极限调制宽度调制所述基频超快脉冲获得的初筛脉冲数时，所述控制模块用于根据所述目标周期控制所述初筛调制信号输出，并在每次输出所述初筛调制信号的第一时长后，控制所述复筛调制信号输出；其中，所述第一时长为所述飞行时间与延迟时间的和，所述延迟时间为所述目标脉冲数与所述初筛脉冲数之间脉冲数差值与所述基频超快脉冲的周期的乘积，所述初筛脉宽和所述复筛脉宽均为所述极限调制宽度。
7、可选地，当所述目标脉冲数大于所述初筛调制信号以所述极限调制宽度调制所述基频超快脉冲获得的初筛脉冲数时，所述控制模块用于根据所述目标周期控制所述初筛调制信号输出，并在每次输出所述初筛调制信号的飞行时间后，控制所述复筛调制信号输出；其中，所述初筛脉宽和所述复筛脉宽均为所述目标脉冲数与所述基频超快脉冲的周期的乘积，所述初筛脉宽和所述复筛脉宽均小于或等于所述飞行时间。
8、可选地，所述重频筛选模块包括偏振分束单元，所述偏振分束单元位于所述种子源的输出端与所述声光调制单元的输入端之间的光路中，用于反射所述基频超快脉冲至所述声光调制单元，还用于透射所述声光调制单元调制的所述目标脉冲信号；所述光反射单元为法拉第旋转反射镜，所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号的偏振方向不同。
9、可选地，还包括：光隔离单元；
10、所述光隔离单元位于所述种子源的输出端与所述重频筛选模块的输入端之间的光路上，用于将所述基频超快脉冲单向传输至所述重频筛选模块。
11、可选地，还包括：光耦合单元、频率探测单元和报警器；
12、所述光耦合单元的输入端与所述重频筛选模块的输出端连接，所述光耦合单元的第一输出端用于输出所述目标脉冲信号，所述光耦合单元的第二输出端与所述频率探测单元连接；
13、所述控制模块与所述频率探测单元和所述报警器连接，用于根据所述频率探测单元探测的实际脉冲信号与预设脉冲信号是否相同控制所述报警器的报警。
14、可选地，所述种子源包括：泵浦单元和谐振腔；
15、所述控制模块与所述泵浦单元电连接，用于根据泵浦信号发出泵浦光；
16、所述谐振腔包括沿所述基频超快脉冲的输出方向上依次设置的半导体可饱和吸收镜、聚焦单元、掺镱光纤、波分复用单元和啁啾光栅；
17、其中，所述波分复用单元的输入端与所述泵浦单元的输出端连接，所述波分复用单元的第一端通过保偏光纤与所述掺镱光纤的一端连接，所述掺镱光纤的另一端通过所述保偏光纤与所述聚焦单元的一侧连接，所述聚焦单元的另一侧与所述可饱和吸收镜邻近；所述波分复用单元的第二端通过所述保偏光纤与所述啁啾光栅的一端连接，所述啁啾光栅的另一端用于输出所述基频超快脉冲。
18、根据本专利技术的第二方面，提供了一种重复频率可调的超快激光系统的频率调制方法，应用于第一方面任一项所述的重复频率可调的超快激光系统，包括：
19、获取目标脉冲信号的目标周期、所述目标周期内的目标脉冲数、所述声光调制单元的极限调制宽度、所述基频超快脉冲的参数和光在所述声光调制单元与所述光反射单元之间的飞行时间；
20、根据所述目标周期确定所述初筛调制信号的输出时刻；
21、根据所述目标脉冲数、所述极限调制宽度和所述基频超快脉冲的参数确定所述初筛调制信号的初筛脉宽；
22、根据所述初筛调制信号的输出时刻、所述初筛调制信号筛选的初筛脉冲数、所述目标脉冲数和所述极限调制宽度确定所述复筛调制信号的输出时刻和复筛脉宽；
23、以所述初筛调制信号的输出时刻、所述初筛脉宽控制所述初筛调制信号，以及以所述复筛调制信号的输出时刻、复筛脉宽控制所述复筛调制信号，交替作用于所述声光调制单元，以筛选出所述目标脉冲信号。
24、可选地，所述根据所述目标脉冲数、所述极限调制宽度和所述基频超快脉冲的参数确定所述初筛调制信号的初筛脉宽包括：
25、当所述目标脉冲数小于或等于所述初筛调制信号以所述极限调制宽度调制所述基频超快脉冲获得的初筛脉冲数时，所述初筛脉宽为所述极限调制宽度；
26、当所述目标脉冲数大于所述初筛调制信号以所述极限调制宽度调制所述基频超快脉冲获得的初筛脉冲数时，所述初筛脉宽为所述目标脉冲数与所述基频超快脉冲的周期的乘积，所述初筛脉宽小于或等于所述飞行时间。
27、可选地，所述根据所述初筛调制信号的输出时刻、所述初筛调制信号筛选的初筛脉冲数、所述目标脉冲数和所述极限调制宽度确定所述复筛调制信号的输出时刻和复筛脉宽包括：
28、当所述目标脉冲数小于或等于所述初筛调制信号以所述极限调制宽度调制所述基频超快脉冲获得的初筛脉冲数时，所述复筛调制信号在每次输出所述初筛调制信号的第一时长后输出；所述第一时长为所述飞行时间与延迟时间的和，所述延迟时间为所述目标脉冲数与所述初筛脉本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种重复频率可调的超快激光系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的重复频率可调的超快激光系统，其特征在于，当所述目标脉冲数大于所述初筛调制信号以所述极限调制宽度调制所述基频超快脉冲获得的初筛脉冲数时，所述控制模块用于根据所述目标周期控制所述初筛调制信号输出，并在每次输出所述初筛调制信号的飞行时间后，控制所述复筛调制信号输出；其中，所述初筛脉宽和所述复筛脉宽均为所述目标脉冲数与所述基频超快脉冲的周期的乘积，所述初筛脉宽和所述复筛脉宽均小于或等于所述飞行时间。
3.根据权利要求1所述的重复频率可调的超快激光系统，其特征在于，所述重频筛选模块包括偏振分束单元，所述偏振分束单元位于所述种子源的输出端与所述声光调制单元的输入端之间的光路中，用于反射所述基频超快脉冲至所述声光调制单元，还用于透射所述声光调制单元调制的所述目标脉冲信号；
4.根据权利要求1或2所述的重复频率可调的超快激光系统，其特征在于，还包括：光隔离单元；
5.根据权利要求1或2所述的重复频率可调的超快激光系统，其特征在于，还包括：光耦合单元、频率探测单元和报警器
6.根据权利要求1或2所述的重复频率可调的超快激光系统，其特征在于，所述种子源包括：泵浦单元和谐振腔；
7.一种重复频率可调的超快激光系统的频率调制方法，应用于权利要求1-6任一项所述的重复频率可调的超快激光系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的重复频率可调的超快激光系统的频率调制方法，其特征在于，所述根据所述目标脉冲数、所述极限调制宽度和所述基频超快脉冲的参数确定所述初筛调制信号的初筛脉宽包括：
9.根据权利要求7所述的重复频率可调的超快激光系统的频率调制方法，其特征在于，所述根据所述初筛调制信号的输出时刻、所述初筛调制信号筛选的初筛脉冲数、所述目标脉冲数和所述极限调制宽度确定所述复筛调制信号的输出时刻和复筛脉宽包括：
10.一种重复频率可调的超快激光系统的控制方法，其特征在于，应用于权利要求5所述的重复频率可调的超快激光系统，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种重复频率可调的超快激光系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的重复频率可调的超快激光系统，其特征在于，当所述目标脉冲数大于所述初筛调制信号以所述极限调制宽度调制所述基频超快脉冲获得的初筛脉冲数时，所述控制模块用于根据所述目标周期控制所述初筛调制信号输出，并在每次输出所述初筛调制信号的飞行时间后，控制所述复筛调制信号输出；其中，所述初筛脉宽和所述复筛脉宽均为所述目标脉冲数与所述基频超快脉冲的周期的乘积，所述初筛脉宽和所述复筛脉宽均小于或等于所述飞行时间。
3.根据权利要求1所述的重复频率可调的超快激光系统，其特征在于，所述重频筛选模块包括偏振分束单元，所述偏振分束单元位于所述种子源的输出端与所述声光调制单元的输入端之间的光路中，用于反射所述基频超快脉冲至所述声光调制单元，还用于透射所述声光调制单元调制的所述目标脉冲信号；
4.根据权利要求1或2所述的重复频率可调的超快激光系统，其特征在于，还包括：光隔离单元；
5.根据权利要求1或2...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨志伟，李云亭，吴泽航，
申请(专利权)人：光越科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：
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