[发明专利]可调波形的高功率脉冲光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种可调波形的高功率脉冲光纤激光器。

背景技术

高功率光纤激光器具备光束质量好、寿命长、转换效率高等优点，在光纤通讯领域、激光加工等领域具有重要的、无可取代的应用。

目前市场上主要应用有调Q、锁模、MOPA等类型的光纤激光器，然而调Q、锁模不容易实现频率脉宽的调节，从而限制了应用范围。对于现有的MOPA技术，由于其放大后增益饱和等影响使其波形改变，从而导致有效单脉冲能量降低，进而降低了光脉冲的有效利用性。

对于现有技术中的高功率光纤脉冲激光器，在环保及高效使用上存在明显缺陷，因此需要对其加以改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种可调波形的高功率脉冲光纤激光器。

本发明的技术方案包括一种可调波形的高功率脉冲光纤激光器，用于提供种子脉冲和放大输出的光路组件，用于驱动激光脉冲的驱动组件，用于检测和调节激光脉冲输出的控制组件；其中，所述控制组件包括频率检测模块、波形调节模块、种子脉冲控制模块和放大控制模块；所述频率检测模块检测脉冲光纤激光器的重复频率，所述波形调节模块根据重复频率检测结果对种子激光器的工作信号波形的幅度、脉宽及包络中的一个或多个参数进行调节，使脉冲光纤激光器获得较好单脉冲能量有效利用率。

优选地，所述控制组件还包括波形检测模块；所述波形检测模块实时地检测脉冲光纤激光器的输出脉冲的单脉冲能量有效利用率，所述波形调节模块根据频率检测模块及波形检测模块检测结果实时对种子信号波形的幅度、脉宽及包络中的一个或多个参数进行调节，使可调波形的高功率脉冲光纤激光器的单脉冲能量有效利用率实时地保持预设S₀值。

优选地，所述光路组件包括种子脉冲模块、以及对种子脉冲模块输出的脉冲进行放大及输出的放大输出模块；所述驱动组件包括用于驱动所述种子脉冲模块的种子脉冲驱动模块、以及用于驱动所述放大输出模块的放大驱动模块。

优选地，所述种子脉冲模块包括沿光路依次布置的种子激光器、第一隔离器、第一放大器、第二隔离器。

优选地，所述第一放大器包括第一放大光纤和第一泵浦合束器，所述第一隔离器、第一放大光纤、第一泵浦合束器、第二隔离器沿光路依次布置，所述第一泵浦合束器连接第一泵浦激光器。

优选地，所述第一泵浦激光器中心波长为915-980nm，所述第一放大光纤为有源单包层光纤、双包层光纤或多包层光纤。

优选地，所述放大输出模块包括沿光路依次布置的第二放大光纤、第二泵浦合束器和第三隔离器，所述第二泵浦合束器连接第二泵浦激光器。

优选地，所述第二泵浦激光器中心波长为915-980nm，所述第二放大光纤为有源单包层光纤、双包层光纤或多包层光纤。

优选地，所述第三隔离器为带有准直输出的大功率隔离器，所述第三隔离器的输出端为所述脉冲光纤激光器的输出端。

优选地，所述波形调节模块包括幅度调节单元、脉宽调节单元、以及包络调节单元，分别用于脉冲波形的幅度、脉宽、包络进行调节。

本发明的有益效果包括：可调波形的高功率脉冲光纤激光器在工作过程中，频率检测模块不断检测激光器工作的重复频率，同时波形调节模块根据频率检测模块检测到的结果不断地对种子激光器的工作信号波形的幅度、脉宽及包络中的一个或多个参数进行调节，借此可以保证高功率光纤激光器在不同重复频率情况下均可得到较好单脉冲能量有效利用率，从而得到较好的应用效果。

更进一步地在优选方案中，通过采用波形检测模块，激光器在工作过程中通过频率检测模块自动检测激光器工作的重复频率，同时通过波形检测模块的实时地检测激光脉冲经放大后的单脉冲能量有效利用率的功能，对激光器中种子激光器工作波形中幅度、脉宽及包络中的一个或多个参数进行调节，使可调波形的高功率脉冲光纤激光器的单脉冲能量有效利用率实时地保持预设S₀值，从而得到较好应用效果。

附图说明

图1为本发明一实施例的高功率脉冲光纤激光器的示意图。

图2为本发明一实施例的高功率脉冲光纤激光器的控制组件示意图。

图3为本发明一实施例的高功率脉冲光纤激光器的控制组件示意图。

图4为本发明一实施例的高功率脉冲光纤激光器的种子脉冲模块示意图。

图5为本发明一实施例的高功率脉冲光纤激光器的放大输出模块示意图。

图6为本发明一实施例的高功率脉冲光纤激光器的波形调节模块示意图。