[发明专利]具有啁啾脉冲放大和修整脉冲序列的超短脉冲激光源

权利要求书

1.一种激光器系统，包括：

光脉冲展宽器，被配置为展宽输入脉冲的输入序列的脉冲持续时间以产生经展宽的激光脉冲的序列；

脉冲复制器模块，光耦合到所述光脉冲展宽器并被配置为提高所述经展宽的激光脉冲的序列的脉冲重复率以产生经修改的激光的脉冲序列；

光纤功率放大器，光耦合到所述脉冲复制器模块并被配置为放大经修改的脉冲序列以产生经放大的激光脉冲；以及

脉冲压缩器，光耦合到所述光纤功率放大器并被配置为在时间上压缩经放大的激光脉冲以产生经放大和压缩的激光脉冲。

2.根据权利要求1的系统，其中所述脉冲复制器模块包括：至少两个熔融光纤光耦合器，所述至少两个熔融光纤光耦合器包括：输入熔融光纤光耦合器、输出熔融光纤光耦合器以及设置在所述输入熔融光纤光耦合器与所述输出熔融光纤光耦合器之间的至少一个光纤延迟线。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述脉冲复制器模块包括：多个级，每一级均包括光纤延迟线使得每个后续级将时间延迟引入所述经修改的脉冲序列，并且，在所述输出熔融光纤光耦合器的输出端提供经时间延迟的复制脉冲的序列作为所述经修改的脉冲序列。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述输入脉冲的输入序列具有小于1纳秒的初始脉冲持续时间和至少1MHz的初始脉冲重复率。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述光脉冲展宽器被配置为将所述初始脉冲持续时间展宽到在几纳秒量级上的脉冲持续时间，并且所述经放大和压缩的激光脉冲具有短于所述初始脉冲持续时间的脉冲持续时间。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述光脉冲展宽器被配置为：展宽所述初始脉冲持续时间，以使所述经放大和压缩的激光脉冲具有在1ps至25ps的范围中的持续时间。

7.根据权利要求4所述的系统，其中，所述脉冲复制器模块被配置为：将所述经展宽的激光脉冲的序列的脉冲重复率提高到几十MHz级别和几GHz级别。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述脉冲压缩器包括至少一个分束器和至少两个体布拉格光栅VBG。

9.一种基于光纤的激光器系统，包括：

锁模激光源，被配置为提供具有小于1纳秒的初始脉冲持续时间和至少1MHz的脉冲重复率的输入脉冲的输入序列；

光脉冲展宽器，光耦合到所述锁模激光源并被配置为展宽所述输入脉冲的输入序列的脉冲持续时间以产生经展宽的激光脉冲的序列；

脉冲复制器模块，光耦合到所述光脉冲展宽器并被配置为提高所述经展宽的激光脉冲的序列的脉冲重复率以产生经修改的激光的脉冲序列；

光纤功率放大器，光耦合到所述脉冲复制器模块并被配置为放大经修改的脉冲序列以产生经放大的激光脉冲，所述经放大的激光脉冲具有小于30的峰均功率比；以及

脉冲压缩器，光耦合到所述光纤功率放大器并被配置为在时间上压缩经放大的激光脉冲以产生经放大和压缩的激光脉冲。

10.根据权利要求9所述的系统，还包括：至少一个非线性频率转换级，光耦合到所述脉冲压缩器并被配置为接收所述经放大和压缩的激光脉冲用于频率转换，其中，所述非线性频率转换级被配置为具有至少15％的转换效率。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述至少一个非线性频率转换级输出具有至少200瓦的平均功率的紫外线UV激光。

12.根据权利要求9所述的系统，其中，脉冲的输入序列具有在10fs至100ps的范围中的初始脉冲持续时间，并且所述经放大和压缩的激光脉冲具有短于所述初始脉冲持续时间的脉冲持续时间。