0.6幻，脈沖寬度〈50(^8，脈沖峰值功率>1.2麗。
[0091]參閱圖9，為本實(shí)用新型第一脈沖壓縮器1260光路結(jié)構(gòu)圖，所述的第一脈沖壓縮器1260采用一對透射式光柵對脈沖進(jìn)行壓縮。按照光路順序，第一壓縮器1260包括二分之一波片1261、一對光柵1262和1263、反射鏡1264和1265、高功率空間隔離器1266、二分之一波片1267以及保偏高功率光纖準(zhǔn)直器1268，各個器件依序擺放。壓縮器工作原理為偏振分束器514輸出的信號光ω 9透過二分之一波片1261后入射到第一光柵1262上，由于光柵的衍射效應(yīng)，信號光ω 9中不同頻率的光衍射角度不同，即光束被分成一條連續(xù)的譜線后入射到與第一塊光柵平行的第二光柵1263上，再次衍射后被第一反射鏡1264反射后返回，反射鏡角度略微下壓使返回光和信號光能夠區(qū)分開來，方便輸出。激光壓縮后被第二反射鏡1265改變方向后進(jìn)入第一高功率空間隔離器1266，隔離器1266輸出信號光透過二分之一波片1267后被保偏高功率光纖準(zhǔn)直器1268重新收集到光纖中進(jìn)行主放大，信號光記為ω10。
[0092]所述的二分之一波片1261工作波長為1064nm，通過旋轉(zhuǎn)二分之一波片可以改變光柵的壓縮效率，原因在于光柵為偏振敏感器件，改變信號光的偏振角度會影響信號光入射到光柵時透射光和衍射光的比例，從而改變壓縮效率。
[0093]所述的透射式光柵1262和1263，工作波長1064nm，光柵線數(shù)為12001ine/mm。其壓縮脈沖原理為，信號光ω 9入射到光柵柵區(qū)時發(fā)生衍射，不同頻率的光出射角度不同，導(dǎo)致他們在自由空間中走過的光程不同，信號光在光纖中傳輸時由于色散效應(yīng)，脈沖被展寬，光柵壓縮則通過改變信號光不同頻率成分在空間中的光程差來補(bǔ)償因為光纖產(chǎn)生的色散，從而達(dá)到壓縮脈沖的效果。
[0094]所述的反射鏡1264和1265為中心工作波長1064nm的反射鏡，反射率大于99%，其中反射鏡1264與信號光垂直略下傾放置，1265與信號光成45°放置。
[0095]所述的第一高功率空間隔離器1266為在自由空間中使用的光隔離器，其工作中心波長為1064nm，最高承受光功率2W，對回返光的隔離度>30dB，且要求信號光豎直偏振輸入，水平偏振輸出。隔離器的主要作用為確保信號光單向傳輸并防止主放大器中產(chǎn)生的回返光回到分離脈沖放大器1250中。
[0096]所述的保偏高功率光纖準(zhǔn)直器1268用于將空間光束重新耦合入光纖中，其工作波長為1064nm，工作距離500mm，尾纖類型為10/125的保偏雙包層光纖。通過旋轉(zhuǎn)二分之一波片1267可以調(diào)整信號光在保偏高功率光纖準(zhǔn)直器1268中傳輸時的偏振角度，使其能夠保持偏振態(tài)不變傳輸。
[0097]參閱圖10，為本實(shí)用新型主放大器1270光路結(jié)構(gòu)圖，信號光ω1()進(jìn)入到主放大器1270中進(jìn)行最后的功率放大。主放大器1270包括第三保偏合束器1271及第五增益光纖1272。信號光ω1()和兩個高功率栗浦LD3和LD4輸出的栗浦光經(jīng)由第三保偏合束器1271—起耦合到第五增益光纖1272中，隨著栗浦光的增加信號光被逐漸放大，最終輸出信號光ω η。ω η特征如下，重復(fù)頻率500kHz，平均功率20W，單脈沖能量40uJ，脈沖寬度3ps。主放大器1270輸入端與保偏高功率光纖準(zhǔn)直器1268輸出端以及主放大器1270內(nèi)部各光纖器件采用保偏熔接機(jī)首尾熔接在一起，保證信號光傳輸放大過程中偏振態(tài)保持不變，熔接損耗小于
0.0ldB0
[0098]所述的第三保偏合束器1271用于將高功率的栗浦光和信號光一起耦合到增益光纖中，包括兩個栗浦端，一個信號端和一個輸出端，栗浦端尾纖類型為105/125的多模光纖，正好與高功率栗浦的輸出尾纖適配。信號端和輸出端尾纖類型為10/125的雙包層光纖。
[0099]所述的第五增益光纖1272為摻雜鐿離子的保偏雙包層光子晶體光纖，纖芯直徑40um，內(nèi)包層直徑200um，較大的纖芯直徑能夠極大地抑制放大過程中非線性效應(yīng)的產(chǎn)生；雙包層結(jié)構(gòu)使栗浦光在纖芯和內(nèi)包層之間穿梭，極大地提高摻雜離子對栗浦光的吸收效率，提高放大效率;光子晶體的結(jié)構(gòu)則確保信號光在光纖中始終保持單模傳輸，輸出光斑模式為基橫模，一方面確保輸出光束質(zhì)量，另一方面有利于壓縮的進(jìn)行。
[0100]參閱圖11，為本實(shí)用新型第二脈沖壓縮器1280光路結(jié)構(gòu)圖，信號光ωη被第二脈沖壓縮器1280壓縮至飛秒量級后輸出信號光ω12，其平均功率為10W，重復(fù)頻率500kHz，單脈沖能量20uJ，脈沖寬度<500fs，脈沖峰值功率>40Mff。
[0101]第二脈沖壓縮器1280采用一對透射式光柵對信號光ωη進(jìn)行壓縮，其主要組成包括一個準(zhǔn)直透鏡1281、第三反射鏡1282、二分之一波片1283、第三光柵1284、第四光柵1285、第四反射鏡1286、第五反射鏡1287以及第二高功率空間隔離器1288。信號光ω12從第二高功率空間隔咼器輸出。
[0102]第二脈沖壓縮器1280壓縮脈沖的原理同第一脈沖壓縮器1260。所述的準(zhǔn)直透鏡1281用于將第五增益光纖1272輸出的信號光ω η準(zhǔn)直到自由空間中進(jìn)行壓縮，該透鏡焦距為18臟，工作波長為1064]11]1。
[0103]所述的第三反射鏡1282為鍍增透膜的45°使用的高反鏡，對976nm波長的光增透，對1020-1100nm的光高反，反射率>99%，可以有效地將信號光ωη中未被吸收的栗浦光和信號光分離。
[0104]所述的二分之一波片1283、第三光柵1284、第四光柵1285、第四反射鏡1286和第五反射鏡1287，特征與作用同第一脈沖壓縮器1260中用到的器件。
[0105]所述的第二高功率空間隔離器1288確保信號光ω 12單向傳輸且防止工業(yè)加工過程中回返光返回光路中。其工作波長1064nm，最高承受光功率20W，反向隔離度>30dB。
【主權(quán)項】
1.一種高功率飛秒光纖激光器，其特征在于該激光器包括電路及光路，其中: 所述電路包括電路板、聲光調(diào)制驅(qū)動器以及作為栗浦的數(shù)個半導(dǎo)體二極管，電路板上固定有低功率栗浦控制模塊、聲光調(diào)制驅(qū)動器控制模塊及高功率栗浦控制模塊，聲光調(diào)制驅(qū)動器控制模塊連接聲光調(diào)制驅(qū)動器;低功率栗浦控制模塊連接數(shù)個小功率栗浦半導(dǎo)體二極管；高功率栗浦控制模塊連接數(shù)個高功率栗浦半導(dǎo)體二極管；電路板由外部電源進(jìn)行供電；所述光路包括振蕩器、第一級預(yù)放大器、聲光調(diào)制器、第二級預(yù)放大器、分離脈沖放大器、第一脈沖壓縮器、主放大器、第二脈沖壓縮器、第一耦合器及第二耦合器，所述振蕩器、第一耦合器、第一級預(yù)放大器、聲光調(diào)制器、第二耦合器、第二級預(yù)放大器、分離脈沖放大器、第一脈沖壓縮器、主放大器及第二脈沖壓縮器依次沿光路連接;振蕩器連接一小功率栗浦半導(dǎo)體二極管及電路板;第一耦合器輸出端與電路板之間連接一光電二極管;第一級預(yù)放大器分別連接一小功率栗浦半導(dǎo)體二極管、一高功率栗浦半導(dǎo)體二極管;聲光調(diào)制器連接聲光調(diào)制驅(qū)動器;第二耦合器輸出端與電路板之間連接一光電二極管;第二級預(yù)放大器連接一小功率栗浦半導(dǎo)體二極管;分離脈沖放大器分別連接一小功率栗浦半導(dǎo)體二極管、一高功率栗浦半導(dǎo)體二極管；主放大器連接兩高功率栗浦半導(dǎo)體二極管;其兩高功率栗浦半導(dǎo)體二極管串聯(lián)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光器，其特征在于所述振蕩器為全光纖結(jié)構(gòu)的鎖模脈沖振蕩器，采用非線性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的鎖模脈沖輸出；該振蕩器包括波分復(fù)用器、第一增益光纖、電控偏振控制器、偏振分束器及濾波器，所述波分復(fù)用器、第一增益光纖、電控偏振控制器、偏振分束器及濾波器依次按照光路順序首尾相連，構(gòu)成環(huán)路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光器，其特征在于所述第一級預(yù)放大器包括第一保偏隔離器、第一保偏波分復(fù)用器、第二增益光纖和第一保偏合束器，所述第一保偏隔離器、第一保偏波分復(fù)用器、第二增益光纖和第一保偏合束器依次按照光路順序首尾連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光器，其特征在于所述分離脈沖放大器由分離脈沖部分和光纖放大器部分組成，分離脈沖部分和光纖放大器部分按光路連接;所述分離脈沖部分包括保偏準(zhǔn)直器、第一空間隔離器、二分之一波片、偏振分束器、二分之一波片、分離脈沖晶體和高功率準(zhǔn)直器，所述保偏準(zhǔn)直器、第一空間隔離器、二分之一波片、偏振分束器、二分之一波片、分離脈沖晶體和高功率準(zhǔn)直器依次按光路順序設(shè)置;所述光纖放大器部分采用纖芯栗浦和包層栗浦相結(jié)合的方式對信號光進(jìn)行放大，其為一光纖放大器，該光纖放大器包括第三波分復(fù)用器、第四增益光纖、第二保偏合束器和法拉第旋轉(zhuǎn)鏡，所述第三波分復(fù)用器、第四增益光纖、第二保偏合束器和法拉第旋轉(zhuǎn)鏡依次按光路順序連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高功率飛秒光纖激光器，該激光器包括電路及光路，所述電路包括電路板、聲光調(diào)制驅(qū)動器以及作為泵浦的數(shù)個半導(dǎo)體二極管，光路包括振蕩器、第一耦合器、第一級預(yù)放大器、聲光調(diào)制器、第二耦合器、第二級預(yù)放大器、分離脈沖放大器、第一脈沖壓縮器、主放大器及第二脈沖壓縮器，光路器件依次沿光路連接。本實(shí)用新型在高精度激光切割、高精度激光深層焊接、材料表面特殊處理等方面具有無可替代的優(yōu)勢，具體應(yīng)用包括藍(lán)寶石及強(qiáng)化玻璃切割、心血管支架構(gòu)造、薄膜太陽能電池高精度加工等。
【IPC分類】H01S3/067, H01S3/0941, H01S3/11
【公開號】CN205248608
【申請?zhí)枴緾N201521080893
【發(fā)明人】郭政儒, 郝強(qiáng), 曾和平
【申請人】上海朗研光電科技有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月23日