[发明专利]一种激光放大系统

说明书

本发明公开了一种激光放大系统，种子源提供的种子光经过光学调整组件调整后入射至种子光耦合透镜，由种子光耦合透镜将种子光聚焦进入棒状光子晶体光纤；泵浦源提供的泵浦光由泵浦光耦合组件耦合进棒状光子晶体光纤；棒状光子晶体光纤在泵浦光的激励下将种子光放大输出。本发明采用新型结构的棒状光子晶体光纤作为增益介质对种子光进行功率放大，借助于棒状光子晶体光纤独特的微结构设计，可在纤芯直径较大的光纤中获得高光束质量的激光。既具有光纤放大系统高的光光转换效率、高的光束质量，又具有固体放大系统高的峰值功率的特点，而且能够对不同种子源提供的种子光进行高效放大。

技术领域

本发明涉及激光放大技术领域，尤其涉及到一种激光放大系统。

背景技术

高功率皮秒或飞秒激光具有脉宽窄、峰值功率高的特点，特别是大能量高功率的皮秒或飞秒激光，由于其与物质相互作用时，热效应小，加工孔径周围没有熔融区，对加工材料无选择性等特点，在超精细加工、微光子器件制造、医学精密手术、高密度三维光存储、纳米生物工程、纳米医学和国防激光武器等领域有着广泛的应用。因此，大能量高功率皮秒或飞秒激光引起了国内外科学家的广泛关注，已经成为研究的热点。

获得高功率的超短脉冲激光输出的主要技术途径有：采用啁啾脉冲放大(CPA)技术，将脉冲展宽或分束延时，降低激光的峰值功率从而减弱非线性效应，但该方法光路结构复杂，需要严格的色散管理，后续压缩光栅的造价高昂，效率较低；采用光纤-固体混合放大技术，最后一级利用激光晶体激光损伤阈值较高的特性进行功率放大，但块状晶体放大也存在光路复杂、热效应严重、光束质量较差等问题。

如何在保证高平均功率、高峰值功率的情况下，输出高光束质量的激光，是当前急需解决的一个技术难题。

发明内容

本发明提供一种激光放大系统，用以解决现有技术中激光放大技术光路结构复杂、光束质量较差等问题。

依据本发明的一个方面，提供一种激光放大系统，包括：

棒状光子晶体光纤，及分别设置在所述棒状光子晶体光纤两端的种子光耦合系统、泵浦光耦合系统；

所述种子光耦合系统包括种子源、光学调整组件及种子光耦合透镜；所述种子源提供的种子光经过所述光学调整组件调整后入射至所述种子光耦合透镜，由所述种子光耦合透镜将所述种子光聚焦进入所述棒状光子晶体光纤；

所述泵浦光耦合系统包括泵浦源及泵浦光耦合组件；所述泵浦源提供的泵浦光由所述泵浦光耦合组件耦合进所述棒状光子晶体光纤；

所述棒状光子晶体光纤在所述泵浦光的激励下将所述种子光放大输出。

可选的，所述种子光耦合系统还包括：

透种子光双色全反镜，用于将经过所述光学调整组件调整后的种子光透射至所述种子光耦合透镜，及反射来自所述棒状光子晶体光纤的泵浦光。

可选的，所述泵浦光耦合系统还包括：

反种子光双色全反镜，用于反射经过所述棒状光子晶体光纤放大后的种子光，及透射泵浦光。

可选的，所述泵浦光耦合组件包括泵浦光准直镜及泵浦光聚焦镜；

所述泵浦光准直镜将所述泵浦源提供的泵浦光准直后透过所述反种子光双色全反镜入射至所述泵浦光聚焦镜，由所述泵浦光聚焦镜将准直后的泵浦光耦合进所述棒状光子晶体光纤。

可选的，所述光学调整组件包括如下器件中的一种或多种：

45°全反镜，用于反射所述种子源输出的种子光；

半波片，用于旋转种子光的偏振方向；及

起偏器，用于使种子光起偏。