[实用新型]一种重频可调谐的高功率大能量光纤放大器

说明书

本实用新型公开了一种重频可调谐的高功率大能量光纤放大器，包括沿光路依次设置的全光纤激光振荡器、全光纤脉冲选择器、第一级预放大器、第二级预放大器和第三级主放大器；全光纤激光振荡器用于产生稳定的种子锁模激光脉冲，全光纤脉冲选择器用于调谐锁模激光脉冲的重复频率，第一级预放大器用于产生第一级预放大光，第二级预放大器用于放大第一级预放大光产生第二级预放大光，第三级主放大器用于放大第二级预放大光产生第三级主放大光。本实用新型利用全光纤脉冲选择器调谐重复频率得到高的单脉冲能量；同时实现了全纤化结构使其体积小、稳定性好，最终获得重频可调谐、单脉冲能量高、光束质量好的皮秒激光脉冲输出。

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，具体涉及一种重频可调谐的高功率大能量光纤放大器。

背景技术

近年来，随着高功率光纤激光技术的发展，高功率超短脉冲光纤激光器应用范围不断扩大，需求与日俱增。光纤激光器是指以光纤为增益介质的激光器，掺镱光纤具有能级结构简单、增益带宽较宽等优点，逐步成为高功率光纤激光器中广泛使用的一种增益介质。其中皮秒光纤激光技术取得的令人瞩目的进展，使其成为工业微细加工的可靠工具。2016年天津奥普特拉激光技术有限公司采用被动锁模的信号源通过多级高掺杂保偏掺镱光纤放大后最终得到了单脉冲能量7.8微焦，平均功率117瓦，重复频率15MHz的激光输出；2017年天津大学报道了锁模激光脉冲经过多级放大器实现了平均功率5.2瓦，单脉冲能量10.4微焦的激光输出。但是高功率下光纤激光器会出现非线性效应、光纤热损伤等，这些限制了光纤激光器单脉冲能量的提升，影响光纤激光器的输出性能，不能满足激光在工业加工、国防工业等领域的需求。因此，如何提高光纤激光器单脉冲能量已经成为本领域技术人员亟待解决的重要课题。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，解决单脉冲能量提升问题，本实用新型提供一种重频可调谐的高功率大能量光纤放大器。

本实用新型公开了一种重频可调谐的高功率大能量光纤放大器，包括：沿光路依次设置的全光纤激光振荡器、全光纤脉冲选择器、第一级预放大器、第二级预放大器和第三级主放大器；

所述全光纤脉冲选择器包括沿光路设置的声光调制器，所述第一级预放大器包括沿光路依次设置的第二高掺杂单模掺镱光纤、单模光纤展宽器和带通滤波器，所述第二级预放大器包括沿光路设置的高掺杂大模场双包层掺镱光纤，所述第三级主放大器包括沿光路依次设置的大模场双包层高掺杂增益光纤和大功率输出准直器。

作为本实用新型的进一步改进，所述全光纤激光振荡器包括泵浦单模半导体激光器以及沿光路依次设置的半导体可饱和吸收体、第一波分复用器、第一高掺杂单模掺镱光纤、第一光纤耦合输出器和宽带高反的光纤布拉格光栅；

在线型腔中，所述宽带高反的光纤布拉格光栅作为谐振腔的一个腔镜，所述半导体可饱和吸收体作为谐振腔的另外一个腔镜；所述泵浦单模半导体激光器通过光纤尾纤与所述第一波分复用器相连，所述第一光纤耦合输出器与所述声光调制器相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述全光纤激光振荡器为非保偏半导体可饱和吸收体激光振荡器或保偏半导体可饱和吸收体激光振荡器。

作为本实用新型的进一步改进，所述全光纤脉冲选择器还包括第一高功率光隔离器；

所述第一高功率光隔离器置于所述声光调制器与所述第一级预放大器之间的光路上。

作为本实用新型的进一步改进，所述声光调制器为非保偏声光调制器、保偏声光调制器或电光调制器。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一级预放大器还包括第二波分复用器、第二光纤耦合输出器和第二高功率光隔离器；