[实用新型]输出频率可调的高功率皮秒激光器

权利要求书

1.一种输出频率可调的高功率皮秒激光器，包括：

信号光源（17），用于提供激光器的激光信号；

放大器，用于实现对皮秒脉冲激光能量或功率的放大；

其特征在于，还包括光束整形模块，用于改变激光光束的形状；

放大器包括沿着光路依次排布的光纤放大器（18）和板条放大器（19）；

光束整形模块包括光束整形注入模块（11）和光束整形输出模块（15），光束整形注入模块（11）设置在光纤放大器（18）和板条放大器（19）之间的光路上，将光纤放大器（18）的激光整形成垂直方向发散、水平方向准直的光束传输到板条放大器（19）；光束整形输出模块（15）设置在板条放大器（19）的输出光路上，将板条放大器（19）输出的激光在垂直和水平方向进行准直后输出。

2.根据权利要求1所述的输出频率可调的高功率皮秒激光器，其特征在于，所述信号光源（17）包括驱动电路（1）、半导体激光器（2）、种子光源（3）和光环形器（5），所述驱动电路（1）与半导体激光器（2）连接，种子光源（3）与光环形器（5）的端口Ⅰ（51）连接，光环形器（5）的端口Ⅱ（52）与半导体激光器（2）连接，光环形器（5）的端口Ⅲ（53）为信号光源（17）的输出端。

3.根据权利要求1所述的输出频率可调的高功率皮秒激光器，其特征在于，所述光纤放大器（18）包括前端光隔离器（6）、光纤放大泵浦源（7）、光合束器（8）、增益光纤（9）和后端光隔离器（10），所述前端光隔离器（6）和后端光隔离器（10）作为光纤放大器（18）的输入端与输出端，分别设置在光纤放大器（18）光路的两端；所述光合束器（8）、增益光纤（9）依次设置在前端光隔离器（6）和后端光隔离器（10）之间的光路上，光纤放大泵浦源（7）与光合束器（8）输入端连接。

4.根据权利要求1所述的输出频率可调的高功率皮秒激光器，其特征在于，所述板条放大器（19）包括板条晶体（12）、放大泵浦源（14）、腔镜；放大泵浦源（14）设置在板条晶体（12）上下端，腔镜包括相互平行的第一腔镜（13）和第二腔镜（16），第一腔镜（13）、第二腔镜（16）分别设置在板条晶体（12）两侧通光面的前端，且第一腔镜（13）的反射面、第二腔镜（16）的反射面与板条晶体（12）的通光面之间具有一夹角，从板条晶体（12）一侧通光面入射的激光，经由腔镜的多次反射形成多程折叠光路，最后从板条晶体（12）另一侧通光面输出。

5.根据权利要求1所述的输出频率可调的高功率皮秒激光器，其特征在于，所述光束整形注入模块（11）和光束整形输出模块（15）均由多个柱面镜组成，所述柱面镜上镀有1064nm的增透膜。

6.根据权利要求2所述的输出频率可调的高功率皮秒激光器，其特征在于，所述信号光源（17）还包括温控模块（4），用于使所述半导体激光器（2）的工作温度稳定在指定值，所述温控模块（4）与半导体激光器（2）连接。

7.根据权利要求6所述的输出频率可调的高功率皮秒激光器，其特征在于，所述温控模块（4）由制冷片和温控电路组成，所述制冷片为半导体制冷片（TEC），其温度波动小于0.1℃。

8.根据权利要求2所述的输出频率可调的高功率皮秒激光器，其特征在于，所述驱动电路（1）为超短脉冲驱动电路，提供最短脉冲宽度小于1ns的脉冲信号，脉冲频率可以从0～1MHz可调。

9.根据权利要求2所述的输出频率可调的高功率皮秒激光器，其特征在于，所述种子光源（3）为单模半导体连续激光器，提供1064nm窄线宽激光。

10.根据权利要求4所述的输出频率可调的高功率皮秒激光器，其特征在于，所述板条晶体（12）为板条Nd:YAG晶体，所述板条Nd:YAG晶体为扁长的长方体薄片晶体，在供激光传输的两个通光面上镀有1064的高透膜，上下两个端面镀有980nm的高透膜。

11.根据权利要求4所述的输出频率可调的高功率皮秒激光器，其特征在于，所述放大泵浦源（14）为单模或多模放大泵浦源，由半导体激光器阵列组成。

12.根据权利要求4所述的输出频率可调的高功率皮秒激光器，其特征在于，所述第一腔镜（13）的反射面、第二腔镜（16）的反射面与板条晶体（12）的通光面之间夹角的角度为5°～45°。

13.根据权利要求4所述的输出频率可调的高功率皮秒激光器，其特征在于，所述腔镜为平面镜，所述平面镜的反射面镀有1064高反射膜。