本實(shí)用新型涉光電技術(shù)領(lǐng)域，尤指提供一種高功率納秒、皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

高功率納秒、皮秒脈沖光纖激光器具有光束質(zhì)量好、脈沖寬度窄、可對(duì)材料“冷”燒灼、可靠性高、易于集成以及其無(wú)需復(fù)雜的維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到市場(chǎng)越來(lái)越多的關(guān)注，尤其是微細(xì)尺度材料加工領(lǐng)域。

在現(xiàn)有技術(shù)中，主要通過(guò)主控振蕩-放大(MOPA)方法來(lái)獲得高峰值功率的納秒、皮秒脈沖，種子源MO一般采用響應(yīng)速度快的調(diào)制半導(dǎo)體激光器來(lái)產(chǎn)生脈沖寬度為納秒、皮秒量級(jí)的種子光，種子光注入到放大級(jí)PA中進(jìn)行放大。采用短脈沖驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器雖然可以獲得短脈沖激光，但是脈沖寬度較窄，若不加處理則會(huì)在再放大時(shí)使脈沖展寬、噪聲增強(qiáng)，限制了激光器峰值功率的提高。同時(shí)，脈沖形狀難以調(diào)節(jié)，抗反饋光能力差。

激光器長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中泵浦半導(dǎo)體激光器等器件受溫度影響會(huì)出現(xiàn)功率波動(dòng)，直接影響到激光器輸出功率的穩(wěn)定性，激光器加工工藝效果一致性、完整性等不能達(dá)到要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種高功率納 秒、皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)。

為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型應(yīng)用的技術(shù)方案是：提供了1.一種高功率納秒、皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)，包括電路控制系統(tǒng)及與電路控制系統(tǒng)分別相連的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)，還包括與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連且接受驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制的種子源、聲光調(diào)制器、預(yù)放大級(jí)、主放大級(jí)以及與反饋系統(tǒng)相連且向反饋系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)的脈沖信號(hào)光監(jiān)控器和功率監(jiān)控器，其中：聲光調(diào)制器在種子源與光隔離器之間建立連接，光隔離器的輸出端在預(yù)放大級(jí)時(shí)也與脈沖信號(hào)光監(jiān)視器連接；預(yù)放大級(jí)、窄帶濾波器、紅光耦合件、主放大級(jí)以及輸出光隔離器依序信號(hào)相接，輸出光隔離器分為大量光輸出端和少量光輸出端，少量光輸出端與功率監(jiān)控器信號(hào)相連。

在本實(shí)施例中優(yōu)選，種子源為半導(dǎo)體激光器，功率監(jiān)控器包括光電二極管。

在本實(shí)施例中優(yōu)選，紅光耦合件包括耦合器及紅光二極管。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益的效果：

一是高功率納秒、皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)采用全光纖系統(tǒng)，能有效提高系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性；

二是高功率皮納秒、皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)利用聲光調(diào)制器占空比調(diào)節(jié)脈沖光的脈沖寬度、通過(guò)調(diào)節(jié)聲光上升沿來(lái)調(diào)節(jié)脈沖形狀，同時(shí)具有抗反饋光干擾的作用，提高了系統(tǒng)的可靠性。窄帶濾波器和模式適配器提高激光器的光束質(zhì)量、并有效地抑制摻雜光纖內(nèi)的非線(xiàn)性效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高功率納秒、皮秒脈沖激光輸出；

三是高峰值功率納秒、皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)具有紅光指示的功能，藉此提高系統(tǒng)的可操作性和安全性；

四是高功率皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)具有脈沖信號(hào)光實(shí)時(shí)監(jiān)控功能和輸出功率動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的功能。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)方框結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)”、“外”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型而不是要求本實(shí)用新型必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

請(qǐng)參閱圖1并結(jié)合參閱圖2所示，圖2是高功率納秒、皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)的方框結(jié)構(gòu)示意圖。圖中包括種子源1、聲光調(diào)制器2、脈沖信號(hào)光監(jiān)控器3、光隔離器4、預(yù)放大級(jí)5、窄帶濾波器6、紅光耦合件7、主放大級(jí)8、功率監(jiān)控器9、輸出光隔離器10、電路控制系統(tǒng)11和驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)12以及反饋系統(tǒng)13；其中：電路控制系統(tǒng)11分別與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)12和反饋系統(tǒng)13相連，

電路控制系統(tǒng)11分別與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)12和反饋系統(tǒng)13相連，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)12控制種子源1、聲光調(diào)制器2、預(yù)放大級(jí)5、主放大級(jí)8；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)12驅(qū)動(dòng)種子源1輸出納秒或皮秒量級(jí)脈沖激光；脈沖種子激光經(jīng)聲光調(diào)制器2之后小部分光到達(dá)脈沖信號(hào)光監(jiān)控器3，絕大部分光再經(jīng)隔離器4后注入到預(yù)放大級(jí)5，再依次通過(guò)窄帶濾波器6、紅光耦合件7、主放大級(jí)8，主放大級(jí)8輸出的絕大部分激光從輸出光隔離器10輸出，少部分激光到達(dá)功率監(jiān)控器9；脈沖信號(hào)光監(jiān)控器3和功率監(jiān)控器9將采集到的信號(hào)發(fā)送給反饋系統(tǒng)13，由反饋系統(tǒng)13反饋到電路控制系統(tǒng)11；電路控制系統(tǒng)11將采集到的信號(hào)光頻率、脈沖寬度與設(shè)定值對(duì)比，根據(jù)對(duì)比結(jié)果決定種子源1繼續(xù)或停止工作；將采集到的功率信號(hào)與設(shè)定值對(duì)比，根據(jù)對(duì)比結(jié)果通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元12增加種子源1、預(yù)放大級(jí)5和主放大級(jí)8的泵浦電流或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)12停止工作；

驅(qū)動(dòng)單元12驅(qū)動(dòng)種子源1產(chǎn)生納秒或皮秒量級(jí)脈沖激光；種子激光經(jīng)聲光調(diào)制器2后再由1:99分束器將脈沖信號(hào)光分為兩部分，如圖2，種子源1是快速響應(yīng)的增益開(kāi)關(guān)型半導(dǎo)體激光器。種子光源1輸出的激光波長(zhǎng)在1064±2nm；聲光調(diào)制器2主要是通過(guò)調(diào)節(jié)聲光上升沿實(shí)現(xiàn)對(duì)光脈沖波形的調(diào)節(jié)，同時(shí)具有抗反饋光的作用，增加光學(xué)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用的可靠性；種子光經(jīng)過(guò)聲光調(diào)制器后一小部分光到達(dá)脈沖信號(hào)光監(jiān)控器3，脈沖信號(hào)光監(jiān)控器3由分束器301和帶尾纖的光電二極管302組成，絕大部分光再經(jīng)光隔離器4注入到預(yù)放大級(jí)5；預(yù)放大級(jí)5包括半導(dǎo)體泵浦原 501、耦合器502、增益光纖503和光纖隔離器504，采用正向泵浦方式；預(yù)放大級(jí)5輸出激光經(jīng)窄帶濾波器6濾波后注入主放大級(jí)8。為提高系統(tǒng)的可操作性和安全性，可借助1064/633nmWDM在濾波器6和主放大級(jí)8之間加入紅光耦合件7耦合入紅光，紅光耦合件7由耦合器701、紅光管LD702組成。主放大級(jí)包括半導(dǎo)體泵浦源801、耦合器802、雙包層增益光纖803和模式適配器MFA804，采用正向泵浦方式。主放大級(jí)8的輸出激光由1:99分束器分為兩部分，絕大部分激光從輸出光隔離器10輸出，少部分激光到達(dá)功率監(jiān)控器器9，功率監(jiān)控器9包括分束器901和帶尾纖的光電二極管902。脈沖信號(hào)光監(jiān)控器3和功率監(jiān)控器9將采集到的信號(hào)經(jīng)反饋系統(tǒng)13反饋到電路控制系統(tǒng)11。