[发明专利]基于激光脉冲的啁啾和展宽以及随后的功率放大生成具有窄光谱线宽的激光脉冲

权利要求书

1.一种用于生成激光脉冲的方法，包括：

生成具有种子脉冲宽度的种子激光脉冲；

调整所述种子激光脉冲以产生具有大于所述种子脉冲宽度的脉冲宽度并且在光频率上具有正啁啾的调整的激光脉冲；以及

将所述调整的激光脉冲导入由对所述调整的激光脉冲显示正常光色散的光学增益介质形成的光放大器，以便将具有所述正啁啾的所述调整的光脉冲放大至引起自相位调制的功率电平，从而将所述放大的调整的光脉冲的光谱宽度压缩至小于所述种子激光脉冲的光谱宽度同时使其具有大于所述种子脉冲宽度的脉冲宽度。

2.如权利要求1所述的方法，包括：

将由所述光放大器输出的所述放大的光脉冲导入显示正常光色散的光学介质，以基于所述光学介质中的自相位调制进一步压缩所述放大的光脉冲的光谱宽度。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述光学介质是保偏光纤。

4.如权利要求1所述的方法，包括：

在调整所述种子激光脉冲以产生具有大于所述种子脉冲宽度的所述脉冲宽度并且在光频率上具有所述正啁啾的所述调整的激光脉冲时，使用显示反常光色散的光学设备。

5.如权利要求4所述的方法，其中，调整所述种子激光脉冲时显示反常光色散的所述光学设备包括保偏光纤。

6.如权利要求1所述的方法，包括：

将由所述光放大器输出的所述放大的光脉冲导入第二光放大器，以进一步放大所述放大的光脉冲的功率。

7.如权利要求6所述的方法，包括：

将所述第二光放大器构成为包括双包层大模场直径光纤放大器，以在所述放大的光脉冲中生成高输出功率。

8.如权利要求6所述的方法，其中：

所述第二光放大器由对所述放大的激光脉冲显示正常光色散的光学增益介质形成并且显示自相位调制，以进一步压缩所述放大的光脉冲的光谱宽度。

9.如权利要求8所述的方法，包括：

将由所述第二光放大器输出的激光脉冲导入非线性光学材料，以基于由所述第二光放大器输出的所述激光脉冲的压缩的光谱宽度和放大的功率来生成有效的非线性光学效应。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述非线性光学效应是光谐波信号的生成。

11.一种用于生成激光脉冲的设备，包括：

种子脉冲激光器，其生成具有种子脉冲宽度的种子激光脉冲；

光展宽器，其接收所述种子激光脉冲并且构成为调整所述种子激光脉冲以产生具有大于所述种子脉冲宽度的脉冲宽度并且在光频率上具有正啁啾的调整的激光脉冲；以及

光放大器，其由对所述调整的激光脉冲显示正常光色散的光学增益介质形成，所述光放大器被耦合为从所述光展宽器接收所述调整的激光脉冲，并且被构成为将具有所述正啁啾的所述调整的光脉冲放大至引起自相位调制的功率电平，以将所述放大的调整的光脉冲的光谱宽度压缩至小于所述种子激光脉冲的光谱宽度同时使其具有大于所述种子脉冲宽度的脉冲宽度。

12.如权利要求11所述的设备，其中，所述种子脉冲激光器是锁模光纤激光器。

13.如权利要求11所述的设备，其中，所述种子脉冲激光器是脉冲激光器，并且，所述种子脉冲光谱宽度支持约1皮秒或者小于1皮秒的脉冲宽度，由所述光放大器输出的所述放大的调整的光脉冲具有约3皮秒或者大于3皮秒的脉冲宽度。

14.如权利要求11所述的设备，其中，所述光展宽器包括：

输入光纤，其接收由所述光放大器输出的所述放大的调整的光脉冲，

啁啾光纤布拉格光栅，其被耦合为接收来自所述输入光纤的光，以及

输出光纤，其被耦合为接收来自所述啁啾光纤布拉格光栅的反射光并且将所接收的光引导至所述光放大器，

其中，所述啁啾光纤布拉格光栅被定向为使所述输出光纤所接收的所述反射光在频率上正啁啾。

15.如权利要求14所述的设备，其中，所述光展宽器包括光环形器，所述光环形器将光从所述输入光纤耦合至所述啁啾光纤布拉格光栅并且将反射光从所述啁啾光纤布拉格光栅耦合进所述输出光纤。