[发明专利]基于增益整形的超高斯脉冲产生方法及装置

权利要求书

1.基于增益整形的超高斯脉冲产生方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)产生带宽大于20nm的线性啁啾激光脉冲；

(2)调整所述线性啁啾激光脉冲的中心波长，使其长于光纤放大器掺杂的增益离子的本征发射谱线的峰值波长；

(3)选取至少一个光纤放大器作为一级前置放大器，调整各级前置放大器的增益光纤长度和泵浦光功率，使得各前置放大器的增益系数谱线均呈现下三角形状；

(4)将调整中心波长后的线性啁啾激光脉冲顺序通过各级前置放大器，利用前置放大器自身的增益整形作用，改变调整中心波长后的线性啁啾激光脉冲的频域和时域形状，得到增益窄化的下三角形啁啾脉冲；

(5)选取一个光纤放大器作为主放大器，调整主放大器的增益光纤长度，使得主光纤放大器的增益光纤长度是前置放大器光纤长度的1～3倍，同时调整主放大器的泵浦光功率，使得主放大器的增益谱线中心波长长于前置放大器的增益谱线中心波长；

(6)将所述增益窄化的下三角形脉冲注入主放大器，利用主放大器的增益整形作用，对所述下三角形啁啾脉冲进行功率放大和脉冲整形，形成超高斯形脉冲。

2.根据权利要求1所述的基于增益整形的超高斯脉冲产生方法，其特征在于：所述的增益离子为镱离子。

3.根据权利要求2所述的基于增益整形的超高斯脉冲产生方法，其特征在于：所述的线性啁啾激光脉冲的中心波长为1040～1060nm。

4.根据权利要求2所述的基于增益整形的超高斯脉冲产生方法，其特征在于：所述的前置放大器的增益光纤长度为1.5m～2.0m。

5.基于增益整形的超高斯脉冲产生装置，其特征在于包括：光纤飞秒激光振荡器(9-1)、色散补偿器(9-2)、光纤自相似脉冲放大器(9-3)、正色散光纤脉冲展宽器(9-4)、频谱滤波器(10)、至少一级前置光纤放大器(11)和主光纤放大器(12)，其中前置光纤放大器(11)的增益系数谱线呈现下三角形状，主光纤放大器(12)的增益光纤长度是前置光纤放大器(11)的增益光纤长度的1～3倍，同时主光纤放大器(12)的增益谱线中心波长长于前置光纤放大器(11)的增益谱线中心波长；光纤飞秒激光振荡器(9-1)产生稳定的耗散孤子脉冲序列，色散补偿器(9-2)调整耗散孤子脉冲序列的脉冲宽度和啁啾，光纤自相似脉冲放大器(9-3)对调整脉冲宽度和啁啾后的耗散孤子脉冲序列进行光谱展宽和功率放大，形成抛物线形的线性啁啾脉冲，正色散光纤脉冲展宽器(9-4)对抛物线形的线性啁啾脉冲在时域进行展宽，生成待整形的大线性啁啾激光脉冲；频谱滤波器(10)调整大线性啁啾激光脉冲的中心波长，使其长于光纤放大器掺杂增益离子本征发射谱线的峰值波长，并初整脉冲形状为近超高斯形状，前置光纤放大器(11)对近超高斯形状的脉冲进行增益放大，输出增益窄化的下三角形啁啾脉冲，主光纤放大器(12)对下三角形啁啾脉冲再次进行增益放大，输出超高斯形脉冲。

6.根据权利要求5所述的基于增益整形的超高斯脉冲产生装置，其特征在于：所述的光纤飞秒激光振荡器(9-1)为光纤孤子锁模激光器，光纤呼吸孤子锁模激光器，或者光纤耗散孤子锁模激光器。

7.根据权利要求5所述的基于增益整形的超高斯脉冲产生装置，其特征在于：所述的色散补偿器(9-2)为光栅对或负色散光纤色散补偿器。

8.根据权利要求5所述的基于增益整形的超高斯脉冲产生装置，其特征在于：所述的光纤自相似脉冲放大器(9-3)为掺镱光纤自相似脉冲放大器。

9.根据权利要求5所述的基于增益整形的超高斯脉冲产生装置，其特征在于：所述的正色散光纤脉冲展宽器(9-4)为正色散普通光纤或光子晶体光纤。

10.根据权利要求5所述的基于增益整形的超高斯脉冲产生装置，其特征在于：所述的前置光纤放大器(11)或者主光纤放大器(12)为掺镱光纤放大器。