[发明专利]全光纤声光调Q激光器及其输出方法

说明书

本发明提供一种全光纤声光调Q激光器及其输出方法，全光纤声光调Q激光器包括MO级的主振荡器和PA级的功率放大器，所述功率放大器依序包括：与所述主振荡器连接的增益抑制光栅、多个带尾纤半导体泵浦源、侧边耦合器、双包层掺镱光纤、以及输出传输光纤，其中，所述主振荡器和功率放大器同时开启及关闭。本发明全光纤声光调Q激光器的主振荡器与功率放大器同时开启及关闭，杜绝了打标拖尾的现象，消除了全光纤声光调Q激光器残留；其次，本发明有效的抑制了脉冲光纤激光器的自调Q现象，提高了输出脉冲的稳定性。

技术领域

本发明属于主控振荡器的功率放大器的技术领域，尤其涉及一种全光纤声光调Q激光器及其输出方法

背景技术

目前，脉冲全光纤激光器是广泛应用于激光打标、激光调阻、激光微加工等工业领域的一类激光器，它具有系统简单紧凑、重复频率可调、输出脉宽窄、峰值功率高等优点。

主控振荡器的功率放大器(MOPA：Master Oscillator Power-Amplifier)，将具有高光束质量的种子信号光和泵浦光，通过一定的方式耦合进双包层光纤进行放大，从而实现对种子光源的高功率放大。

主控振荡器的功率放大器的突出特点是：主振荡器主要作用是产生高质量的种子光，输出功率可大可小，因而输出光较易做到所需的时域、频域特性和保持良好的光束质量；功率放大部分主要作用则是对种子光进行放大，在保证了输出光的高光束质量的同时又实现了高功率、高能量输出,即MOPA结合了低功率种子源的良好脉冲特性和双包层放大器的高功率放大特性的优点。

中国专利CN 101640367A揭示一种脉冲全光纤激光器，如图1所示，其包括：主振荡器1和功率放大器2。其中，所述主振荡器1采用MO(Master Oscillator)结构，该主振荡器1为声光调Q光纤激光器；功率放大器2采用PA(Power-Amplifier)结构，其为全光纤功率放大级。

主振荡器1依序包括：带尾纤半导体泵浦源11、(1+1)*1侧边耦合器12、信号光反射光纤光栅13、双包层掺镱光纤14、光纤耦合声光调制器15、输出耦合光纤16。主振荡器1的输出耦合光纤16输出约0.3W-2W、20KHz-100KHz、波长1.06um、约脉冲100ns的种子信号光至所述功率放大器2。

所述功率放大器2依序包括：多个带尾纤半导体泵浦源21、22(图1中仅示意2个)、(6+1)*1侧边耦合器23、双包层掺镱光纤24、以及输出传输光纤25。所述功率放大器2的输出传输光纤25输出10W-50W左右的脉冲放大激光。

对脉冲全光纤激光器，一般要求PA级工作在较大pump功率下(一般为20-100W)，此时放大级掺镱光纤对应的粒子反转数密度较高，若MO级无输入光或提供的输入光过小，不足以饱和PA级增益，就有可能产生所谓“自调Q”现象，具体表现在产生随机的高峰值功率巨脉冲，造成放大级光路及泵浦源的损坏，从而激光器彻底失效。

为了避免以上风险，激光器厂家对一般对声光调Q光纤激光器做了如下设定：

1、MO级的工作频率及输出功率做了如下限制，一般频率在20kHz以上，输出功率大于300mW；PA级增益一般要求小于20dB；

2、激光器开启时，MO部分必须比PA部分提前7ms以上打开，一旦打开PA(ON)而MO处于关闭状态(OFF)，激光器不能被激发；激光器关闭时，MO部分可以和PA级同时关闭，但MO级不能提前PA级关闭

3、激光器工作时，MO级处于常开状态，在PA级关闭时，通过PA级输出残留平均信号光功率一般要求小于50mW。

对于一般金属材料的打标而言，残留信号光功率影响不大；但对塑料打标，就有可能造成打标点之间的拖尾现象，影响打标效果。

故，有必要设计一种新的调Q激光器。

发明内容