一种高功率单频脉冲/连续双输出光纤激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高功率单频脉冲／连续双输出光纤激光器，包括：超窄线宽的单频光纤种子激光器，其产生并输出单频的连续激光；与该单频光纤种子激光器连接的光纤分路器，连续激光通过光纤分路器后分成两路，第一路激光作为连续激光输出，第二路激光接入调制器；与该光纤分路器连接的调制器，调制器将输入的第二路激光调制成脉冲激光输出；至少一级光纤放大器，光纤放大器接入调制器输出的脉冲激光，并将脉冲激光进行功率放大后输出；以及分别与该单频光纤种子激光器、光纤分路器、调制器和光纤放大器连接的电路模组。借此，本实用新型专利技术能够同时得到单频的高功率脉冲激光输出和连续激光输出，可实现单频光纤激光器应用中功率与相干性能的良好结合。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光设备，尤其涉及一种高功率单频脉冲/连续双输出光 纤激光器。
技术介绍
目前国际上的固体的单频激光器有两种， 一种是光纤激光器，另外一种是 半导体泵浦的固体激光器。现有单频光纤激光器要么采用连续功率输出，要么采用ns (纳秒)级脉 冲工作，但是不能同时输出脉冲和连续两种体制的单频激光。现有脉冲光纤激 光器的线宽都是几百MHz到几十GHz，不能做到线宽几十KHz量级的超窄线 宽单频输出。光纤激光器的谐振腔在原理上只能产生连续的单频激光输出，而 不能直接产生脉冲的单频激光输出，因为以光纤为谐振腔的单频种子光纤激光 器不能通过脉冲电流驱动泵浦激光器的方式产生脉冲的单频光信号输出。现有 的脉冲光纤激光器是用声光调Q或电光调Q的腔内调制方式产生激光脉冲， 脉冲宽度都在几十ns量级，不能做到几个ns的脉冲输出。正因为于传统的脉 冲光纤激光器采用的脉冲方式不能做到超窄线宽的单频输出，因而不能做到既 是单频，又是脉冲的输出。半导体泵浦的单频脉冲固体激光器采用的是半导体泵浦的固体激光器技 术，产生的是自由空间的单频脉冲输出，但其性能和单频脉冲光纤激光器存在 较大的差距，首先是光束质量，单频脉冲光纤激光器的光束质量经过光纤的整 形，整个空间分布是接近于完美的单模单频分布；另外由于单频脉冲光纤激光 器是光纤输出，光纤长度可以任意延长，整个使用的灵活性大大改善。综上可知，现有单频激光器在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必 要加以改进
技术实现思路
针对上述的缺陷，本技术的目的在于提供一种高功率单频脉冲/连续 双输出光纤激光器，其能够同时得到单频的高功率脉冲激光输出和连续激光输 出。为了实现上述目的，本技术提供一种高功率单频脉冲/连续双输出光 纤激光器，包括至少一超窄线宽的单频光纤种子激光器，其产生并输出单频的连续激光；至少一光纤分路器，与所述单频光纤种子激光器连接，所述单频光纤种子 激光器输出的连续激光通过所述光纤分路器后分成两路，第一路激光作为连续 激光输出，第二路激光接入调制器；至少一调制器，与所述光纤分路器连接，所述调制器将输入的第二路激光 调制成脉冲激光输出；第一级单包层光纤放大器，与所述调制器连接，将接入的所述脉冲激光进 行第一级功率放大后输出；以及第二级双包层光纤放大器，与所述第一级单包层光纤放大器连接，将接入 的经第一级功率放大后的脉冲激光进行第二级功率放大后再输出；至少一用于激光器控制/监控的电路模组，所述电路模组与所述单频光纤 种子激光器、光纤分路器、调制器和光纤放大器连接。优选地，所述第一级单包层光纤放大器包括一波分复用器，与所述调制器连接；一泵浦激光器，分别与所述波分复用器和所述电路模组连接；以及 一滤波/隔离混合器件，分别与所述波分复用器和所述电路模组连接。 优选地，所述第二级双包层光纤放大器包括一隔离器，分别与所述第一级单薄光纤放大器和大功率合路器连接； 一大功率合路器，分别与所述隔离器、大功率泵浦激光器和大功率隔离器 连接；一大功率泵浦激光器，分别与该大功率合路器和所述电路模组连接； 一大功率隔离器，分别与所述大功率合路器和大功率分路器连接；以及 一大功率分路器，与所述大功率隔离器连接。 优选地，所述双输出光纤激光器还包括一准直器，与所述大功率分路器连接，所述准直器将所述大功率分路器输出的脉冲激光进行准直后输出；和/或一用于检测电通量的光电探测器，该光电探测器分别与所述大功率分路器 和所述电路模组连接。优选地，所述双输出光纤激光器的工作波长为1060nm波段和1550nm波段。优选地，所述单频光纤种子激光器包括泵浦激光器和超窄线宽的单频光纤 谐振腔，所述泵浦激光器泵浦所述单频光纤谐振腔以输出单频的连续激光。优选地，所述光纤分路器还连接有至少一级光纤放大器，所述光纤放大器 接入所述光纤分路器输出的连续激光，并将所述连续激光进行功率放大后输 出。优选地，所述双输出光纤激光器还包括至少一用于驱动所述调制器的 ps/ns级脉冲发生电路，所述ps/ns级脉冲发生电路分别与所述调制器和所述电 路模组连接；优选地，所述调制器为声光调制器或者电光调制器。 优选地，所述电路模组设有若干RS232/RS485接口；和/或所述电路模组设有自动温度控制电路。本技术通过设置光纤分路器，将单频光纤种子激光器输出的连续激光 分成两路，较小功率的一路作为连续激光输出，功率较大的另一路输入调制器 调制成脉冲激光输出，先后采用第一级单包层光纤放大器和第二级双包层光纤 放大器对脉冲激光进行功率放大，进而可获得高功率的脉冲激光输出。由于连 续/脉冲这两种体制的输出激光基于同一个单频种子源输出，本技术双输 出光纤激光器在做相干应用时，连续激光可做为本征光，而脉冲激光由于峰值 功率非常高，可以做为远距离探测的信号光，因而既能解决连续体制时功率低 的问题，又能解决脉冲体制时的线宽过宽，相干性能不好的问题，从而实现了 功率与相干性能的良好结合。附图说明图1是本技术高功率单频脉冲/连续双输出光纤激光器的结构示意图; 图2是本技术双输出光纤激光器含第一级光纤放大器的光路实例图; 图3是本技术双输出光纤激光器含第二级光纤放大器的光路实例图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图 及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。图1示出了本技术高功率单频脉冲/连续双输出光纤激光器100的结构，其主要包括至少一超窄线宽的单频光纤种子激光器10，其做为种子激光，用于产生并输出单频的连续激光。如图2所示，所述单频光纤种子激光器10包括泵浦 激光器11和超窄线宽的单频光纤谐振腔12。由于连续/脉冲这两种体制的输出 激光基于同一单频种子源输出，因此可实现完全单频且超窄线宽的激光输出。 至少一光纤分路器20,与单频光纤种子激光器10连接，该单频光纤种子 激光器10输出的连续激光通过光纤分路器20后分成两路，预定较小功率值范 围的第一路连续激光作为连续激光输出，预定较大功率值范围的第二路连续激 光接入调制器30。至少一与光纤分路器20连接的调制器30，该调制器30将输入的第二路 连续激光调制成脉冲激光输出。该调制器30可为声光调制器或者电光调制器。第一级单包层光纤放大器41与调制器30连接，将接入的脉冲激光进行第 一级功率放大后输出，可以得到W (瓦)级峰值功率的单频脉冲激光。第二级双包层光纤放大器42与第一级单包层光纤放大器41连接，将接入 的经第一级功率放大后的脉冲激光进行第二级功率放大后再输出，可以得到 KW (千瓦)级峰值功率的高功率单频脉冲激光，并且此第二级双包层光纤放 大器42还可抑制ASE噪声。至少一用于激光器控制/监控的电路模组50，该电路模组50分别与单频光 纤种子激光器10、光纤分路器20、调制器30和光纤放大器41 42连接。图1中连续光输出端的激光的线宽《3KHz，输出连续功率为mW级，更 好的是，如果光纤分路器20还连接有至少一级光纤放大器43，该光纤放大器 43接入光纤分路器20输出的连续激光，并将连续激光进行功率放大后输出， 其输出连续功率可以达到2W。本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高功率单频脉冲／连续双输出光纤激光器，其特征在于，包括：　至少一超窄线宽的单频光纤种子激光器，其产生并输出单频的连续激光；　至少一光纤分路器，与所述单频光纤种子激光器连接，所述单频光纤种子激光器输出的连续激光通过所述光纤分路 器后分成两路，第一路激光作为连续激光输出，第二路激光接入调制器；　至少一调制器，与所述光纤分路器连接，所述调制器将输入的第二路激光调制成脉冲激光输出；　第一级单包层光纤放大器，与所述调制器连接，将接入的所述脉冲激光进行第一级功率 放大后输出；以及　第二级双包层光纤放大器，与所述第一级单包层光纤放大器连接，将接入的经第一级功率放大后的脉冲激光进行第二级功率放大后再输出；　至少一用于激光器控制／监控的电路模组，所述电路模组与所述单频光纤种子激光器、光纤分路器 、调制器和光纤放大器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小波，
申请(专利权)人：深圳市明鑫科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]