[发明专利]啁啾光纤光栅色散量调节方法、装置及包含该装置的系统

说明书

本发明具体涉及一种啁啾光纤光栅色散量调节方法、装置及包含该装置的系统，主要解决现有技术中色散的补偿方法繁琐、效率低且很难精密地补偿系统中的色散量，不能获得最优化的脉冲的问题。一种啁啾光纤光栅的色散量调节方法，具体为通过调节啁啾光纤光栅两端的温度实现色散量的调节。本发明还提供了一种实现上述方法的啁啾光纤光栅的色散量调节装置，包括啁啾光纤光栅、半导体致冷器和导热板；所述啁啾光纤光栅固定在导热板上，半导体致冷器分别安装在导热板的两端。本发明的方法简单有效，通过调节啁啾光纤光栅两端的温度实现色散量的调节，高效率、精密地补偿系统中的色散量，能获得最优化的脉冲。

技术领域

本发明涉及啁啾光纤光栅技术领域，具体涉及一种啁啾光纤光栅色散量调节方法、装置及包含该装置的系统。

背景技术

高功率的超短脉冲在光纤中传播时，由于超短脉冲具有极高的峰值功率，会在光纤中激起诸多的非线性效应，导致脉冲波形的畸变，所以在光纤结构的飞秒激光系统中，要想获得高能量大功率的飞秒激光输出，一般采用啁啾脉冲放大(CPA)技术，该技术在脉冲的展宽和压缩阶段需要具有较大色散量的衍射光学元件。光纤啁啾脉冲放大系统目前普遍采取的做法是采用啁啾光纤光栅(CFBG)作为脉冲展宽器，由于压缩器需要压缩放大以后的高能激光，因此CPA系统并不能采用光纤结构的衍射光学元件来实现脉冲的压缩。近年来发展起来了啁啾体布拉格光栅(CVBG)衍射光学元件，它是一种固体透明器件，可以有较大的通光孔径接受高能激光，同时具有色散补偿功能，且使用方法简单，对环境不敏感，容易装调，但是在以体光栅作为压缩器的啁啾脉冲放大系统中，由于啁啾体布拉格光栅的色散量是定值，很难使该系统脉冲展宽量与压缩量完全匹配，从而只能得到近似最优化的脉冲。

啁啾体布拉格光栅是固定色散量的器件，其能够提供的脉冲压缩量在光栅生产时就已经固定，且现有技术并不能对体光栅所提供的时间压缩量进行主动调谐。在CPA系统中，为了获得超短脉冲，需要压缩器必须能够精密地补偿系统中展宽器和光路中的光纤所带来的正色散。为了实现这一目的，传统的方法是通过不断地裁剪或增加光路中展宽光纤的长度来实现CPA系统中色散的补偿。这种方法繁琐，效率低且很难精密地补偿系统中的色散量，且不能够获得最优化的脉冲，只能获得近似最优化的脉冲，因为在剪裁或增加光纤的过程中，并不知道系统中正负色散量在数值上的大小关系，因此在以体光栅为压缩器的CPA系统中获得最优质的脉冲，能够精密地双向调节系统中的色散量成为急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中色散的补偿方法繁琐、效率低且很难精密地补偿系统中的色散量，不能获得最优化脉冲的问题，而提供一种啁啾光纤光栅色散量调节方法、调节装置及包含该装置的系统。

本发明的技术方案是：

一种啁啾光纤光栅色散量调节方法，其特殊之处为：通过调节啁啾光纤光栅两端的温度实现色散量的调节。

本发明还提供了一种实现上述方法的啁啾光纤光栅色散量调节装置，包括啁啾光纤光栅、半导体致冷器和导热板；所述啁啾光纤光栅固定在导热板上，半导体致冷器分别安装在导热板的两端。

进一步地，所述啁啾光纤光栅通过导热硅脂固定在导热板上。

同时，本发明还提供了一种基于光纤激光器的啁啾脉冲放大系统，包括锁模光纤激光器、啁啾光纤光栅、半导体致冷器、导热板、光环形器、隔离器、放大模块、CVBG啁啾体布拉格光栅、平凸透镜；所述啁啾光纤光栅固定在导热板上，半导体致冷器分别安装在导热板的两端；所述锁模光纤激光器与光环形器的第一个端口连接，所述啁啾光纤光栅与光环形器的第二端口连接，所述啁啾光纤光栅的反射光在光环形器的第三个端口输出，所述光环形器的反射光输出端与隔离器连接，所述光环形器输出端发出的脉冲经隔离器隔离、放大模块放大后通过平凸透镜准直，入射到啁啾体布拉格光栅。

本发明的优点为：