[实用新型]一种光纤激光放大系统

说明书

一种光纤激光放大系统，涉及光纤激光器领域。本实用新型包括：激光泵浦、展宽器、脉冲整形器、放大器和压缩器；激光泵浦产生泵浦光，泵浦光射入展宽器，展宽器对泵浦光进行拉伸产生具有拉伸脉冲宽度的激光脉冲，激光脉冲投射到脉冲整形器中，脉冲整形器通过动态振幅和光谱调制来重新塑造激光脉冲，将其投射到放大器中，通过放大器对重新塑造后的激光脉冲进行功率放大，将其投射到压缩器中压缩激光的脉宽以输出具有原始脉宽的激光。本实用新型通过声光色散整形器任意调制光谱形状和相位，以可控幅度控制产生不同的色散级。通过展宽器实现脉冲展宽、放大器实现激光功率放大，使得高质量、紧凑、可靠的光纤激光器系统得以实现。

技术领域

本实用新型涉及光纤激光器技术领域，具体涉及一种光纤激光放大系统。

背景技术

尽管目前的光纤激光器技术在实现输出功率不断增加的紧凑型激光器方面取得了重大进展，但利用普通手段仍然面临着技术上的局限性和困难。具体而言，在光纤激光系统中可以采用啁啾脉冲放大技术实现功率的增加。对于短脉冲高功率激光放大器，三阶色散限制了激光器的扩展性，限制了啁啾脉冲放大技术的发展。传统的固体激光器利用光栅透镜组合和压缩器进行脉冲拉伸和压缩，没有解决这些限制。理想情况下，在这样的固体激光器中，所有的色散顺序都可以得到补偿，但是材料的色散会扭曲和破坏这种理想的情况。但在固体激光器中，材料的色散并不是一个严重的问题，因为材料的色散通常被认为是不重要的。然而，对于光纤激光系统来说，由于光纤激光系统中试图用光纤展宽器代替光栅透镜组合以显著提高系统的可靠性，那情况就不同了。然而，三阶色散限制了使用压缩器时的去啁啾能力，即使这种组合压缩器也有正三阶色散。压气机由于既能伸展光纤，又能实现二阶色散。这种三阶色散问题使得研制出一种脉宽小于200fs的高能光纤激光系统更加困难。实际上，对于能量较高的激光系统，处理三阶色散的技术难度更大。高功率的激光系统需要更高的拉伸比，从而导致产生更高的三阶色散。因此，对于高功率激光系统，将脉冲重新压缩到原来的脉宽就更加困难了，这个困难通常被称为压缩性问题。

因此，在光纤激光器的设计和制造中，仍然需要提供一种新的、改进的结构和方法，能够利用动态振幅和光谱调制的优势来补偿色散和形成激光脉冲，以解决上述技术问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种光纤激光放大系统。

本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型的一种光纤激光放大系统，包括：激光泵浦、展宽器、脉冲整形器、放大器和压缩器；

所述激光泵浦产生泵浦光，泵浦光射入展宽器，展宽器对泵浦光进行拉伸产生具有拉伸脉冲宽度的激光脉冲，激光脉冲投射到脉冲整形器中，脉冲整形器通过动态振幅和光谱调制来重新塑造激光脉冲，然后将其投射到放大器中，通过放大器对重新塑造后的激光脉冲进行功率放大，然后将其投射到压缩器中压缩激光的脉宽以输出具有原始脉宽的激光；

或者；所述激光泵浦产生泵浦光，泵浦光射入展宽器，展宽器对泵浦光进行拉伸产生具有拉伸脉冲宽度的激光脉冲，激光脉冲投射到放大器中，通过放大器对激光脉冲进行功率放大，然后将其投射到脉冲整形器中，脉冲整形器通过动态振幅和光谱调制来重新塑造激光脉冲，然后将其投射到压缩器中压缩激光的脉宽以输出具有原始脉宽的激光。

进一步的，所述激光泵浦采用光纤锁模振荡器，所述展宽器采用光纤拉伸器，所述放大器采用多级放大器链。

进一步的，所述脉冲整形器采用声光色散整形器，能够任意调整光谱的形状和相位，以可控幅度控制，产生不同的色散级，包括产生一个负三阶色散，用于补偿由激光脉冲拉伸和功率放大过程产生的正三阶色散。

进一步的，所述声光色散整形器采用有源可控制色散元件或者采用有源可编程色散元件。

进一步的，所述声光色散整形器采用二氧化碲晶体、磷化镓、磷化铟、铌酸锂或熔融石英。