[发明专利]一种基于多次非相干合束的高能量纳秒脉冲全光纤激光器

权利要求书

1.一种基于多次非相干合束的高能量纳秒脉冲全光纤激光器，其特征在于：所述的激光器包括纳秒脉冲种子激光光源(1-1)、光纤分束器(1-2)、光纤放大器(1-3)、至少两级光纤合束器(1-4，1-5…1-i)和激光输出头(1-6)；其中纳秒脉冲种子激光光源(1-1)的输出端与光纤分束器(1-2)的输入端连接；光纤分束器(1-2)的输出端同时与多个光纤放大器(1-3)的输入端连接；多个光纤放大器(1-3)分成若干组，每组中的所有光纤放大器(1-3)的输出端同时与一个第一级光纤合束器(1-4)的输入端连接；若干第一级光纤分束器(1-4)的输出端同时与一个第二级光纤合束器(1-5)的输入端连接，若干第二级光纤合束器(1-5)的输出端再与一个下一级光纤合束器的输入端连接，最后一级光纤合束器(1-i)的输出端与激光输出头(1-6)连接。

2.根据权利要求1所述的基于多次非相干合束的高能量纳秒脉冲全光纤激光器，其特征在于：所述的纳秒脉冲种子激光光源(1-1)采用主动调Q光纤激光器(2)和电流调制型的蝶形半导体激光器(3)中的一种。

3.根据权利要求2所述的基于多次非相干合束的高能量纳秒脉冲全光纤激光器，其特征在于：所述的主动调Q光纤激光器(2)包括第一半导体泵浦激光光源(2-1)、第一光纤泵浦信号合束器(2-2)、高反光纤光栅(2-3)、第一双包层掺镱光纤(2-4)、光纤耦合声光调制器(2-5)、低反光纤光栅(2-6)和第一光纤隔离器(2-7)；其中第一半导体泵浦激光光源(2-1)的输出端与第一光纤泵浦信号合束器(2-2)的泵浦端连接；第一光纤泵浦信号合束器(2-2)的输入光纤端面进行斜切，输出光纤与高反光纤光栅(2-3)一端相连接，高反光纤光栅(2-3)另一端与第一双包层掺镱光纤(2-4)一端连接，第一双包层掺镱光纤(2-4)另一端与光纤耦合声光调制器(2-5)的输入端连接，光纤耦合声光调制器(2-5)的输出光纤与低反光纤光栅(2-6)一端连接，低反光纤光栅(2-6)另一端与第一光纤隔离器(2-7)的输入光纤焊接。

4.根据权利要求2所述的基于多次非相干合束的高能量纳秒脉冲全光纤激光器，其特征在于：所述的电流调制型的蝶形半导体激光器(3)包括脉冲电流驱动器(3-1)、光纤耦合蝶形半导体激光器(3-2)、输出光纤(3-3)和第二光纤隔离器(3-4)；其中脉冲电流驱动器(3-1)的输出光纤连接光纤耦合蝶形半导体激光器(3-2)的输入端；光纤耦合蝶形半导体激光器(3-2)的输出端通过输出光纤(3-3)与第二光纤隔离器(3-4)的输入端连接。

5.根据权利要求1所述的基于多次非相干合束的高能量纳秒脉冲全光纤激光器，其特征在于：所述的光纤放大器(1-3)由至少两级依次相连的光纤放大级组成；每级光纤放大级包括第二半导体泵浦激光光源(4-1)、第二光纤泵浦信号合束器(4-2)、第二双包层掺镱光纤(4-3)和第三光纤隔离器(4-4)；其中第二光纤泵浦信号合束器(4-2)的泵浦端连接第二半导体泵浦激光光源(4-1)，输出端与第二双包层掺镱光纤(4-3)的一端相连，第二双包层掺镱光纤(4-3)的另一端与第三光纤隔离器(4-4)相连；前一级光纤放大级的第三光纤隔离器(4-4)的输出端与后一级光纤放大级的第二光纤泵浦信号合束器(4-2)的输入端相连；第一级光纤放大级的第二光纤泵浦信号合束器(4-2)的输入端与光纤分束器(1-2)的输出端相连，最后一级光纤放大级的第三光纤隔离器(4-4)的输出端与第一级光纤合束器(1-4)相连。

6.根据权利要求5所述的基于多次非相干合束的高能量纳秒脉冲全光纤激光器，其特征在于：所述的第一级光纤放大级中的第二半导体泵浦激光光源(4-1)采用光纤耦合多模半导体激光器，工作波长位于915nm，输出光纤为105μm/125μm光纤，纤芯NA为0.22，输出功率为20W；第二光纤泵浦信号合束器(4-2)采用(2+1)×1光纤泵浦信号合束器；第二双包层掺镱光纤(4-3)的芯径/内包层为20μm/130μm，纤芯NA为0.08，对915nm处激光的吸收系数为3dB/m。