CN101427430A - 用于可调谐脉冲激光源的方法和系统 - Google Patents

用于可调谐脉冲激光源的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101427430A
CN101427430A CNA2007800140700A CN200780014070A CN101427430A CN 101427430 A CN101427430 A CN 101427430A CN A2007800140700 A CNA2007800140700 A CN A2007800140700A CN 200780014070 A CN200780014070 A CN 200780014070A CN 101427430 A CN101427430 A CN 101427430A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pulsed laser
laser source
pulse
source according
tunable pulsed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007800140700A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101427430B (zh
Inventor
理查德·木瑞森
塔利·帕纳芮洛
柏那特·芮德
芮纳德·伯拉-皮卡德
帕斯卡尔·迪拉都阮泰
罗伯特·拉罗斯
伊薇斯·泰罗恩
佛朗克斯·布鲁奈特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ESI Pyrophotonics Lasers Inc
Original Assignee
Pyrophotonics Lasers Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pyrophotonics Lasers Inc filed Critical Pyrophotonics Lasers Inc
Publication of CN101427430A publication Critical patent/CN101427430A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101427430B publication Critical patent/CN101427430B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06754—Fibre amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0057—Temporal shaping, e.g. pulse compression, frequency chirping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0085—Modulating the output, i.e. the laser beam is modulated outside the laser cavity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06754—Fibre amplifiers
    • H01S3/06758—Tandem amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2308—Amplifier arrangements, e.g. MOPA
    • H01S3/2325—Multi-pass amplifiers, e.g. regenerative amplifiers
    • H01S3/2333—Double-pass amplifiers

Abstract

本发明提供了一种可调谐脉冲激光源，包括适合产生种子信号的种子源以及光学环行器。所述光学环行器包括第一端口、第二端口和第三端口，其中所述第一端口耦合于所述种子源。所述激光源也包括以第一侧和第二侧为其特征的振幅调制器。所述第一侧耦合于所述光学环行器的第二端口。所述激光源还包括第一光放大器，所述第一光放大器以输入端和包括频域发射滤波器的反射端为特征。所述输入端耦合于所述振幅调制器的第二侧。此外，所述激光源包括耦合于所述光学环行器的第三端口的第二光放大器。

Description

用于可调谐脉冲激光源的方法和系统
技术领域
本发明主要地涉及可调谐激光源的领域。更确切地说，本发明涉及一种用于为诸如裁剪、打标、切割和焊接的工业应用提供高功率脉冲激光源的方法和设备。仅仅作为举例，本发明适用于具有实时可调谐特性(包括脉冲宽度、峰值功率、重复速率和脉冲形状)的激光源。但是，本发明具有更宽的应用性并且可以被应用到其他激光源上。
背景技术
诸如Nd:YAG激光器的脉冲激光源已经被用来为诸如打标、雕刻、显微机械加工和切割的应用执行基于激光的材料处理。基于应用和将要处理的材料，对激光脉冲的各种特性按照适于特定应用进行选择，其中激光脉冲的各种特性包括：脉冲宽度、脉冲重复率、峰值功率或能量以及脉冲形状。许多现有的高功率激光器(例如，脉冲能量大于每脉冲0.5mJ)依赖于诸如调Q和锁模的技术以产生光脉冲。但是，这样的激光器产生的光脉冲的特性由腔的几何特性、镜的反射率等预先决定，并且通常不能在不影响激光性能的情况下进行现场变化。使用这种激光器，通常难以实现一定范围的脉冲特性。
因此在本领域中，有对于具有可调谐脉冲特性的脉冲激光器的需要。
发明内容
根据本发明，提供了主要地涉及可调谐激光源的领域的技术。更确切地说，本发明涉及用于为诸如裁剪、打标、切割和焊接的工业应用提供高功率脉冲激光源的方法和设备。仅仅作为举例，本发明适用于具有实时可调谐特性(包括脉冲宽度、峰值功率、重复速率和脉冲形状)的激光源。但是，本发明具有更宽的应用性并且可以应用到其他激光源上。
根据本发明的实施例，提供了一种可调谐脉冲激光源。所述可调谐激光源包括适于产生种子信号的种子源以及光学环行器。光学环行器包括第一端口、第二端口和第三端口，其中第一端口耦合于种子源。可调谐激光源也包括以第一侧和第二侧为其特征的振幅调制器。第一侧耦合于光学环行器的第二端口。所述可调谐激光源还包括第一光放大器，第一光放大器以输入端和包括频域发射滤波器的反射端为特征。输入端耦合于振幅调制器的第二侧。此外，所述可调谐激光源包括耦合于光学环行器的第三端口的第二光放大器。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种提供一个或更多激光脉冲的方法。所述方法包括在光环行器的第一端口提供种子信号，将种子信号透射到振幅调制器的第一侧，和将种子信号透射通过振幅调制器以限定通过振幅调制器的第一次通过。所述方法也包括对种子信号进行时域滤波以提供脉冲。时域滤波包括为振幅调制器调制驱动信号。所述方法还包括使用第一光放大器放大脉冲以及对经放大的脉冲进行频域滤波以提供经过谱滤波的脉冲。另外，所述方法包括将经过谱率波的脉冲透射通过振幅调制器以限定通过振幅调制器的第二次通过，以及对经过放大的经过谱滤波的脉冲进行时域滤波以提供中间脉冲。时域滤波包括为振幅调制器调制驱动信号。此外，所述方法包括使用第二光放大器放大中间脉冲。
在传统技术之上使用被发明获得了许多优点。例如，在根据本发明的实施例中，使用紧凑的结构提供了适合用于激光处理的高功率、脉冲激光，此结构相比于具有可比工作性能的激光的结构较便宜。此外，在本发明的实施例中，在保持脉冲之间的稳定性的同时，产生具有实时可调节脉冲特性的短脉冲。此外，在根据本发明的实施例中，可以使光脉冲成形以为特定应用优化脉冲轮廓，或最大化激光器系统中的能量提取效率。依靠实施例，可能存在这些优点中的一个或更多。将要贯穿整个说明书描述的这些和另外的优点并使其在下文中将会变得更显著。参考下文的详细描述和附图，将能够更加充分地认识到本发明的各种另外的目的、特征和优点。
附图说明
图1为示出根据本发明实施例，使用光纤放大器的、具有可调谐脉冲特性的高功率激光器的简图。
图2为示出在根据本发明实施例的高功率脉冲激光器中的不同位置的电脉冲和光脉冲的时序简图。
图3为根据本发明实施例提供一系列激光脉冲的方法的简图。
具体实施方式
图1为示出了根据本发明的实施例的、具有可调谐脉冲特性的、使用光纤放大器的高功率脉冲激光器的简图。高功率脉冲激光器100包括种子源110，其中种子源110产生注入到光学环行器(circulator)120的第一端口114中的种子信号。根据此发明的实施例，被用来产生光种子信号的种子源110为连续波(CW)半导体激光器。在特定实施例中，CW半导体激光器为光纤布拉格光栅(FBG)稳定的半导体二极管激光器，此激光器以20mW的输出功率工作在1032nm波长。在另一个特定实施例中，CW半导体激光器为外腔半导体二极管激光器，此激光器以100mW的输出功率工作在1064nm波长。输出功率可以低于或高于100mW。例如，输出功率可以为50mW、150mW、200mW、250mW等。在可选择的实施例中，种子信号由小型固体激光器或光纤激光器产生。本领域的普通技术人员会认识到多种变化、修改和选择。
在通过光学环行器120后，种子信号从环行器120的第二端口122出来并撞击到光振幅调制器130的第一侧132上。环行器为本领域中公知的并且能够从多个供应商处得到，例如，新泽西州Caldwell的OFR，Inc.的型号OC-3-1064-PM。
光振幅调制器130通常保持在“关”状态，即不能使撞击到调制器上的信号透射。根据本发明的实施例，光振幅调制器提供种子信号的振幅调制和时域滤波，以及放大自发辐射(ASE)滤波。在特定实施例中，光脉冲的长度由光振幅调制器130的操作决定，其中光振幅调制器130可以为在1064nm处具有大于3GHz带宽的APE型铌酸锂马赫-曾德(Mach-Zehnder)调制器。
根据本发明的实施例，光振幅调制器130为电光马赫-曾德型调制器，其提供产生短光脉冲所需的带宽。在其他实施例中，光振幅调制器130为相位或频率调制器，其具有合适的相位至振幅变换器或频率至振幅变换器，其中变换器为诸如边缘光滤波器、消光调制器或声光调制器。例如，电光相位调制器可以在光信号中引入频率啁啾，其在光信号透射通过短通或长通滤波器时将会被变换为振幅调制。优选地，当没有电信号施加到电光相位调制器时，光信号将会以经受高损耗的波长为特征。当向电光相位调制器施加电信号时，光信号优选地在波长或频率啁啾方面改变为以低光学损耗为特征的值。
为了使种子信号通过，光振幅调制器130第一次跳动到“开”状态以便沿光路136产生光脉冲。由光振幅调制器130产生的光脉冲的脉冲宽度和脉冲形状由施加到光振幅调制器130上的调制器驱动信号控制。之后，光脉冲第一次通过第一光放大器150，并在其中受到放大。根据本发明的实施例，由随时间变化的驱动信号驱动的振幅调制器提供种子信号的时域滤波，由此产生的激光脉冲具有预定脉冲特性，包括脉冲宽度、脉冲形状和脉冲重复率。
根据本发明的实施例，光放大器150为光纤放大器。本发明的实施例中使用的光纤放大器包括但不限于掺稀土的单包层、双包层甚至多包层光纤。用在这种光纤放大器中的稀土掺杂物包括镱、铒、钬、镨、铥或钕。在特定实施例中，用于构造光放大器150的所有的基于光导纤维的组件都使用保偏单模光纤。
参考图1，在使用光放大器的实施例中，泵142通过光耦合器140与掺稀土的光纤环路144耦合。通常地，半导体泵浦激光器被用做泵142。本领域的普通技术人员会认识到多种变化、修改和选择。在可选择的实施例中，光放大器150为固体放大器，其包括但不限于固体棒放大器、固体片放大器或气体增益介质。
在特定实施例中，光放大器150包括5米长的掺稀土光纤144，其具有大约4.1μm的核心直径以及掺杂有掺杂密度大约为4×1024ions/m3的镱。放大器150也包括泵142，其中泵142为工作于976nm波长的FBG稳频半导体激光二极管并具有100mW的输出功率。输出功率可以低于或大于100mW。比如，输出功率可以为50mW、150mW、200mW、250mW、300mW、350mW、400mW等。在另一个特定实施例中，泵142为工作在大约915nm波长的半导体激光二极管。在另一个特定实施例中，泵142为工作在450mW或更高输出功率的半导体激光二极管。在一个具体实施例中，放大器150也包括对光耦合器140的泵，其中光耦合器140为WDM泵浦合波器。
从光放大器150沿光路148发出的信号之后撞击到反射结构146上，并被反射回光放大器150。信号第二次通过光放大器150，信号在其中受到放大。反射结构146对激光脉冲和通过光路148传送的放大自发辐射(ASE)执行谱域滤波。因此，种子信号穿过振幅调制器130经受振幅调制和时域调制，并且在从反射结构146反射时经受谱域滤波。
在实施例中，反射结构146为直接写入用作光放大器150的光纤中的光纤布拉格光栅(FBG)。如本领域中公知的，对FBG的周期和光栅特性进行选择以提供期望的反射系数。仅仅当作特定实施例中的例子，反射结构146为具有大于90％的峰值反射率的FBG，并且其中心波长和谱宽度与种子源110的输出紧密匹配。
从光放大器150沿光路136发出的信号撞击到光振幅调制器130的第二侧134上，之后光振幅调制器130第二次跳动到“开”状态以允许入射脉冲通过。根据本发明的实施例，考虑到信号通过放大器150和反射结构146的渡越时间，将光振幅调制器130的第二个“开”脉冲的定时与调制器130的第一次开启(第一“开”脉冲)同步。在从光振幅调制器130的第一侧发出之后，经放大的脉冲随后进入光环行器120的第二端口122，并且沿光路148从光环行器120的第三端口116射出。
之后，信号在其通过第二光放大器160时被放大。如结合图1讨论的，本发明的实施例利用了光纤放大器作为光放大器160，其中光放大器160包括通过光耦合器152与掺稀土的光纤回路耦合的泵154。虽然对本领域的技术人员来说，光放大器的泵浦很明显地可以由其他装置实现，但是通常地将半导体泵浦激光器用作泵154。在特定实施例中，第二光放大器160包括5米长的掺稀土光纤156，其具有大约4.8μm的核心直径以及掺杂有掺杂密度大约为6×1024ions/m3的镱。放大器160也包括泵154，其中泵154为工作于976nm波长的FBG稳频半导体激光二极管并具有500mW的输出功率。在另一个特定实施例中，第二光放大器160包括2米长的掺稀土光纤156，其具有大约10μm的核心直径以及掺杂有掺杂密度大约为1×1026ions/m3的镱。光纤长度可以短于或长于2米。例如，可以为1.0m、3.0m、3.5m、4.0m、4.5m、5.0m等。放大器160还可以包括多模泵154，其为具有5W输出功率的半导体激光二极管。输出功率可以低于或大于5W。例如，输出功率可以为3W、4W、6W、7W、8W、9W、10W等。
在另一个特定实施例中，为了使种子信号通过，光振幅调制器130跳动一次而不是两次。光振幅调制器130变成“开”状态以产生沿光路136传播的脉冲的上升沿。之后此信号通过光放大器150第一次放大。之后信号撞击反射结构146并通过光放大器150第二次放大。此时从光放大器150发出的信号沿光路136撞击到随后转到“关”状态的光振幅调制器130的第二侧134。因此脉冲宽度由在光振幅调制器130保持在“开”状态的时间减去信号通过放大器150和反射结构146的渡越时间给定。
虽然图1示出了使用耦合于光环路120的第三端口的单一光放大器160，但是这并不是本发明所必需的。在可选择的实施例中，为适合于特定应用，在光环路120的下游使用多个光放大器。本领域的普通技术人员会认识到多种变化、修改和选择。
图2为示出在根据本发明实施例的高功率脉冲激光器中的不同位置的电脉冲和光脉冲时序简图。仅仅作为例子，图2示出了到振幅调制器的重复电驱动信号和通过如图1所示的本发明的实施例传播的光脉冲的时序。第一电驱动信号220在电触发210之后施加到振幅调制器以产生光脉冲240。在一些传播延迟后，光信号250第一次通过光放大器。光信号260之后撞击到反射结构并且光信号250第二次通过光放大器。光脉冲240第二次传递通过振幅调制器，其中振幅调制器由光脉冲240以电的方式驱动第二次220。最后在一些传播延迟之后光脉冲230从端口3出射。
图3为根据本发明的实施例提供一系列激光脉冲的方法的简图。此方法包括提供种子信号(310)。在本发明的实施例中，种子信号可以由半导体激光器在1064nm波长处产生。此方法也包括将种子信号第一次传送通过振幅调制器(320)。在本发明的实施例中，可以由光环行器或其他光耦合装置实现将种子信号耦合进入振幅调制器。此方法还包括通过将驱动信号第一次施加到振幅调制器上而为种子信号提供时域滤波(330)。脉冲由光放大器放大(340)并经频域滤波(350)。因此，在图3中示出的系统的一个阶段提供了经过谱滤波的脉冲。
可以理解，可以不离开这里描述的实施例的范围而使用多种放大器和频域滤波器结构的组合。例如，可以在脉冲放大前或脉冲放大后实现频域滤波。相应地，像双通光放大器中可能出现的那样，在脉冲的第一放大之后和脉冲的第二放大之前实现频域滤波。此外，此方法包括将光信号第二次传送通过振幅调制器(360)和通过将驱动信号第二次施加到振幅调制器以提供脉冲信号的时域滤波(370)。在第二次通过振幅放大器之后，经过放大的、在谱和时间方面受到滤波的脉冲可以被称作中间脉冲。在本发明的实施例中，光脉冲由在第一次透射通过振幅调制器期间调制种子信号产生并且在第二次透射通过振幅调制器期间被选通(gate)。
使用本发明的实施例，高功率脉冲激光源提供具有独立可调脉冲特性的光脉冲流，其中脉冲特性包括：脉冲宽度、峰值功率和能量、脉冲形状和脉冲重复率。仅仅作为例子，本发明的特定实施例在第二光放大器160的输出端170释放输出脉冲，其中所述脉冲大于每脉冲5μJ，并具有10ns的脉冲宽度和10KHz的重复率。当然，由可选择的实施例提供其他脉冲特性。例如，脉冲能量可以为1μJ、10μJ、20μJ、30μJ等。脉冲持续时间在例如2ns和150ns之间的值的范围内。脉冲重复频率在例如0到500kHz的值的范围内。
在上述实施例中，使用了CW种子源并且使用振幅调制器120执行提供激光脉冲的时域滤波。但是，这不是本发明所必需的。在可选择的实施例中，对种子源进行调制以提供脉冲的种子信号而不是CW种子信号。虽然脉冲的种子信号最小化由种子泄露引起的寄生信号积累，并使得种子源的工作功率范围能够增加。例如，脉冲种子输出功率可以为200mW、500mW甚至1W。在可选择的实施例中，脉冲种子信号的脉冲宽度可以等于或长于整体脉冲激光源的期望脉冲宽度。使种子脉冲化也可以增加种子激光器的有效线宽以减少受激布里渊散射。
提供根据本发明的实施例，提供的方法和系统产生光脉冲序列，这些光脉冲可能不能在时间方面相等地分开。此外，以预定方式对每个脉冲分别调整其脉冲宽度和脉冲能量。而且，应该认识到尽管上面的描述讨论了单一光信号的产生，但是本发明的实施例通过多次重复单一脉冲以提供多重脉冲的产生。这些多重脉冲可以包括光脉冲序列的任意列。
虽然参考特定实施例及其具体例子描述了本发明，但是应该明白其他实施例也可以落入本发明的精神和范围内。因此，本发明的范围应该参照权利要求及其全部等同物范围来确定。
本发明依据35 U.S.C.§119(e)要求申请于2006年4月18日的，题为“Method and System for Tunable Pulse Laser Source”的美国临时专利申请No.60/793307的优先权，并将其通过引用全部结合在这里。

Claims (31)

1.一种可调谐脉冲激光源，包括：
种子源，适于产生种子信号；
光学环行器，其中所述光学环行器包括第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口耦合于所述种子源；
振幅调制器，以第一侧和第二侧为特征，其中所述第一侧耦合于所述光学环行器的第二端口；
第一光放大器，以输入端和反射端为特征，其中所述输入端耦合于所述振幅调制器的第二侧；和
第二光放大器，耦合于所述光学环行器的第三端口。
2.根据权利要求1所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述种子源包括半导体激光器。
3.根据权利要求2所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述半导体激光器包括FBG稳频半导体激光器。
4.根据权利要求1所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述种子源包括固体激光器或光纤激光器中至少一者。
5.根据权利要求1所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述振幅调制器包括适于对所述种子信号执行时域透射滤波的马赫-曾德干涉式振幅调制器。
6.根据权利要求1所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述第一光放大器包括光纤放大器。
7.根据权利要求6所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述光纤放大器包括双通光纤放大器。
8.根据权利要求6所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述光纤放大器包括掺稀土光纤。
9.根据权利要求8所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述掺稀土光纤中掺杂的稀土包括一种或更多种稀土元素的混合物。
10.根据权利要求9所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述一种或更多种稀土元素包括镱、铒、铥、钬、镨、或钕中的一种或更多种。
11.根据权利要求6所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述光纤放大器包括单包层、双包层或多包层光纤设计中的至少一者。
12.根据权利要求11所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述光纤放大器包括保偏光纤。
13.根据权利要求1所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述第一光放大器包括掺稀土的光学棒放大器或掺稀土的光学片放大器中的至少一者。
14.根据权利要求1所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述第二光放大器包括第二光纤放大器。
15.根据权利要求14所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述第二光纤放大器包括掺稀土光纤。
16.根据权利要求15所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述掺稀土光纤中掺杂的稀土包括一种或更多种稀土元素的混合物。
17.根据权利要求16所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述一种或更多种稀土元素包括镱、铒、铥、钬、镨、或钕中的一种或更多种。
18.根据权利要求14所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述第二光纤放大器包括单包层、双包层或多包层光纤设计中的至少一者。
19.根据权利要求18所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述第二光纤放大器包括保偏光纤。
20.根据权利要求1所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述第二光放大器包括掺稀土的光学棒放大器或掺稀土的光学片放大器中的至少一者。
21.根据权利要求1所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述反射端包括谱域反射滤波器。
22.根据权利要求21所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述谱域反射滤波器包括光纤布拉格光栅。
23.根据权利要求21所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述谱域反射滤波器的反射谱基本上与所述种子源的输出谱相匹配。
24.根据权利要求1所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述振幅调制器适于对所述种子信号执行谱域透射滤波。
25.根据权利要求24所述的可调谐脉冲激光源，其中，所述振幅调制器的透射谱基本上与所述种子源的输出谱相匹配。
26.一种提供一个或更多个激光脉冲的方法，所述方法包括：
在光环行器的第一端口提供种子信号；
将所述种子信号透射到振幅调制器的第一侧；
将所述种子信号透射通过所述振幅调制器以限定通过所述振幅调制器的第一次通过；
对所述种子信号进行时域滤波以提供脉冲，其中所述时域滤波包括为所述振幅调制器调制驱动信号；
使用第一光放大器放大所述脉冲；
对经放大的脉冲进行频域滤波以提供经过谱滤波的脉冲；
将所述经过谱滤波的脉冲透射通过所述振幅调制器以限定通过所述振幅调制器的第二次通过；
对经过放大的所述经过谱滤波的脉冲进行时域滤波以提供中间脉冲，其中所述时域滤波包括为所述振幅调制器调制所述驱动信号；和
使用第二光放大器放大所述中间脉冲。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述种子信号是使用FBG稳频半导体激光器产生的激光信号。
28.根据权利要求26所述的方法，其中，所述振幅调制器包括马赫-曾德干涉式振幅调制器。
29.根据权利要求26所述的方法，其中，所述第一光放大器包括双通光纤放大器。
30.根据权利要求26所述的方法，其中，对所述经过放大的经过谱域滤波的脉冲进行所述时域滤波包括使用包括光纤布拉格光栅的谱域反射滤波器。
31.根据权利要求26所述的方法，其中，所述第二光放大器包括单通光纤放大器。
CN2007800140700A 2006-04-18 2007-04-18 用于可调谐脉冲激光源的方法和系统 Expired - Fee Related CN101427430B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US79330706P 2006-04-18 2006-04-18
US60/793,307 2006-04-18
PCT/CA2007/000638 WO2007118326A1 (en) 2006-04-18 2007-04-18 Method and system for tunable pulsed laser source

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101427430A true CN101427430A (zh) 2009-05-06
CN101427430B CN101427430B (zh) 2010-11-03

Family

ID=38609004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800140700A Expired - Fee Related CN101427430B (zh) 2006-04-18 2007-04-18 用于可调谐脉冲激光源的方法和系统

Country Status (7)

Country Link
US (3) US7443893B2 (zh)
EP (1) EP2011204A1 (zh)
JP (1) JP5611584B2 (zh)
KR (2) KR101456169B1 (zh)
CN (1) CN101427430B (zh)
TW (1) TWI413322B (zh)
WO (1) WO2007118326A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102640370A (zh) * 2009-06-11 2012-08-15 Esi-热光电子激光有限公司 稳定可调谐高功率脉冲激光系统的方法和系统
CN103368048A (zh) * 2013-07-23 2013-10-23 上海交通大学 高增益高信噪比保偏光纤放大系统
CN103792385A (zh) * 2014-01-27 2014-05-14 中国科学院上海光学精密机械研究所 单模全光纤相干多普勒风速测量激光雷达发射源

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2011204A1 (en) * 2006-04-18 2009-01-07 Pyrophotonics Lasers Inc. Method and system for tunable pulsed laser source
US7428253B2 (en) * 2006-09-29 2008-09-23 Pyrophotonics Lasers Inc. Method and system for a pulsed laser source emitting shaped optical waveforms
US7742511B2 (en) * 2006-09-29 2010-06-22 Pyrophotonics Lasers Inc. Method and system for a pulsed laser source emitting shaped optical waveforms
US7724787B2 (en) * 2007-04-18 2010-05-25 Pyrophotonics Lasers Inc. Method and system for tunable pulsed laser source
KR20100017857A (ko) * 2007-05-18 2010-02-16 지에스아이 그룹 코포레이션 전도성 링크의 레이저 처리
WO2009089619A1 (en) * 2008-01-16 2009-07-23 Pyrophotonics Lasers Inc. Method and system for tunable pulsed laser source
US20090296759A1 (en) * 2008-06-03 2009-12-03 Andrei Starodoumov Sequentially-modulated diode-laser seed-pulse generator
US8508843B2 (en) * 2008-10-31 2013-08-13 Electro Scientific Industries, Inc. Laser systems with doped fiber components
US8593725B2 (en) * 2009-08-04 2013-11-26 Jds Uniphase Corporation Pulsed optical source
KR20120098623A (ko) * 2009-09-24 2012-09-05 이에스아이-파이로포토닉스 레이저스, 인코포레이티드 바람직한 펄스 형태를 갖는 레이저 펄스의 버스트를 사용하여 박막 물질에 라인을 스크라이빙하는 방법 및 장치
US8890025B2 (en) 2009-09-24 2014-11-18 Esi-Pyrophotonics Lasers Inc. Method and apparatus to scribe thin film layers of cadmium telluride solar cells
US8934509B2 (en) 2009-11-23 2015-01-13 Lockheed Martin Corporation Q-switched oscillator seed-source for MOPA laser illuminator method and apparatus
TWI408858B (zh) * 2010-05-18 2013-09-11 Univ China Sci & Tech 全光纖式短脈波產生裝置
TW201224624A (en) * 2010-12-06 2012-06-16 Ind Tech Res Inst Wavelength-tunable laser source apparatus, laser system and method for adjusting laser source wavelength
JP2012183295A (ja) * 2011-02-16 2012-09-27 Fujifilm Corp 光音響画像化装置
CN102368590A (zh) * 2011-11-29 2012-03-07 北京航空航天大学 一种短脉冲激光系统的控制驱动系统
KR102038720B1 (ko) 2011-12-07 2019-10-30 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 기판 처리를 위한 레이저 반사 측정
US8767291B2 (en) * 2012-03-16 2014-07-01 Kla-Tencor Corporation Suppression of parasitic optical feedback in pulse laser systems
US8937976B2 (en) * 2012-08-15 2015-01-20 Northrop Grumman Systems Corp. Tunable system for generating an optical pulse based on a double-pass semiconductor optical amplifier
CN104180830A (zh) * 2013-05-24 2014-12-03 无锡万润光子技术有限公司 基于光时域反射原理的分布式光纤斐索干涉仪
CN103500912B (zh) * 2013-09-27 2015-08-12 江苏天元激光科技有限公司 基于受激布里渊散射的全光纤化调q光纤激光器
TWI583087B (zh) * 2016-01-19 2017-05-11 Hc Photonics Corp Laser system and laser output method
KR101787526B1 (ko) * 2016-02-25 2017-10-18 주식회사 이오테크닉스 레이저 장치 및 레이저 발생 방법
CA3074889A1 (en) 2017-09-06 2019-03-14 Itf Technologies Inc. Micro-optical bench architecture for master oscillator power amplifier (mopa)
KR102019844B1 (ko) * 2017-10-13 2019-09-09 현대오트론 주식회사 라이다 신호 처리 장치 및 처리 방법
US11646541B2 (en) 2019-11-20 2023-05-09 Electronics And Telecommunications Research Institute Femtosecond laser device
KR102255317B1 (ko) * 2020-11-04 2021-05-24 국방과학연구소 레이저 증폭 장치 및 방법, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 및 컴퓨터 프로그램

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0613981A (ja) * 1992-06-24 1994-01-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光タイミング抽出回路
US5400350A (en) * 1994-03-31 1995-03-21 Imra America, Inc. Method and apparatus for generating high energy ultrashort pulses
US5627848A (en) * 1995-09-05 1997-05-06 Imra America, Inc. Apparatus for producing femtosecond and picosecond pulses from modelocked fiber lasers cladding pumped with broad area diode laser arrays
US5745284A (en) * 1996-02-23 1998-04-28 President And Fellows Of Harvard College Solid-state laser source of tunable narrow-bandwidth ultraviolet radiation
JPH103066A (ja) * 1996-06-17 1998-01-06 Shinji Yamashita 光変調装置と波長アド・ドロップモジュール
US6148011A (en) 1998-05-01 2000-11-14 Institut National D'optique Wavelength sliced self-seeded pulsed laser
JP2000124524A (ja) * 1998-10-14 2000-04-28 Furukawa Electric Co Ltd:The 光増幅器とそれを用いた光増幅装置及びそれらに使用される光増幅方法。
US20040134894A1 (en) * 1999-12-28 2004-07-15 Bo Gu Laser-based system for memory link processing with picosecond lasers
US6621619B2 (en) 2001-07-30 2003-09-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Hybrid brillouin/erbium doped fiber amplifier apparatus and method
US6937626B2 (en) 2002-05-10 2005-08-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Multiple wavelength pulsed source
US6907052B2 (en) 2003-02-19 2005-06-14 The Aerospace Corporation Tunable optical local oscillator
US7256930B2 (en) * 2003-04-15 2007-08-14 Jian Liu High power pulse shaping fiber laser for high data rate free space telecommunication systems
JP2005011989A (ja) * 2003-06-19 2005-01-13 Kddi Submarine Cable Systems Inc 光増幅器
US7113327B2 (en) 2003-06-27 2006-09-26 Imra America, Inc. High power fiber chirped pulse amplification system utilizing telecom-type components
KR100575953B1 (ko) 2003-10-27 2006-05-02 삼성전자주식회사 반사형 이득고정 반도체 광증폭기를 포함하는 광신호전송장치 및 이를 이용한 광통신 시스템
US7280267B2 (en) * 2004-02-19 2007-10-09 Agilent Technologies, Inc. Device for remotely stimulating and measuring electronic signals through a fiber optic cable
JP2005347338A (ja) 2004-05-31 2005-12-15 Sunx Ltd レーザ加工装置
US7106501B2 (en) * 2004-10-14 2006-09-12 Coherent, Inc. Fiber amplifier with suppression of amplified spontaneous emission
EP1734622A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-20 Keopsys Methods of reduction of amplified spontaneous emission (ASE) in pulsed Master Oscillator Pulsed Amplifier (MOPA) fiber laser systems
EP2011204A1 (en) 2006-04-18 2009-01-07 Pyrophotonics Lasers Inc. Method and system for tunable pulsed laser source
US7457329B2 (en) 2006-04-19 2008-11-25 Pyrophotonics Lasers Inc. Method and system for a high power low-coherence pulsed light source
US7428253B2 (en) * 2006-09-29 2008-09-23 Pyrophotonics Lasers Inc. Method and system for a pulsed laser source emitting shaped optical waveforms
US20080181266A1 (en) 2007-01-26 2008-07-31 Institut National D'optique Enhanced seeded pulsed fiber laser source
US7724787B2 (en) 2007-04-18 2010-05-25 Pyrophotonics Lasers Inc. Method and system for tunable pulsed laser source

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102640370A (zh) * 2009-06-11 2012-08-15 Esi-热光电子激光有限公司 稳定可调谐高功率脉冲激光系统的方法和系统
US8964801B2 (en) 2009-06-11 2015-02-24 Esi-Pyrophotonics Lasers, Inc. Method and system for stable and tunable high power pulsed laser system
CN102640370B (zh) * 2009-06-11 2015-07-22 Esi-热光电子激光有限公司 稳定可调谐高功率脉冲激光系统的方法和系统
CN103368048A (zh) * 2013-07-23 2013-10-23 上海交通大学 高增益高信噪比保偏光纤放大系统
CN103792385A (zh) * 2014-01-27 2014-05-14 中国科学院上海光学精密机械研究所 单模全光纤相干多普勒风速测量激光雷达发射源

Also Published As

Publication number Publication date
US8265106B2 (en) 2012-09-11
TWI413322B (zh) 2013-10-21
KR20090015917A (ko) 2009-02-12
KR101456169B1 (ko) 2014-11-03
US7817682B2 (en) 2010-10-19
KR20140089615A (ko) 2014-07-15
JP5611584B2 (ja) 2014-10-22
EP2011204A1 (en) 2009-01-07
US20090147808A1 (en) 2009-06-11
US20070268942A1 (en) 2007-11-22
WO2007118326A1 (en) 2007-10-25
US7443893B2 (en) 2008-10-28
JP2009533881A (ja) 2009-09-17
TW200807828A (en) 2008-02-01
CN101427430B (zh) 2010-11-03
US20110243159A1 (en) 2011-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101427430B (zh) 用于可调谐脉冲激光源的方法和系统
US7796654B2 (en) Seed source for high power optical fiber amplifier
JP3567233B2 (ja) 高エネルギーレベルを有する高ピークパワーを供給する光増幅器
CN102640370B (zh) 稳定可调谐高功率脉冲激光系统的方法和系统
US7256930B2 (en) High power pulse shaping fiber laser for high data rate free space telecommunication systems
US20060159138A1 (en) Pulsed laser light source
US7787506B1 (en) Gain-switched fiber laser system
US7457329B2 (en) Method and system for a high power low-coherence pulsed light source
US20090296759A1 (en) Sequentially-modulated diode-laser seed-pulse generator
CN103490272A (zh) 振幅调制频率可调2um单频脉冲光纤激光器
JP2010171260A (ja) パルス変調方法及び光ファイバレーザ
CN106785875A (zh) 脉宽可调的mopa光纤激光器
CN109560453B (zh) 基于sbs和法布里珀罗干涉仪的被动调q锁模环形激光器
CN101771234B (zh) 一种纳秒脉冲光纤激光器及其控制方法
CN211238802U (zh) 末级放大器及光纤激光输出装置
Melo et al. Destructive random backscattering pulses showing Brillouin signature in MOPA fiber laser systems
JP2520961B2 (ja) 超短光パルス発生装置
Sudarshanam et al. Single-frequency erbium-doped fiber amplifier with high energy gain at low repetition rates
JP5484619B2 (ja) 光ファイバレーザ
CN112993726B (zh) 激光发生器、单腔光纤激光器以及多腔光纤激光器
CN207442177U (zh) 光纤激光器
Piper et al. 11.1 W average power, 20 ps pulses at 1 GHz repetition rate from a fiber-amplified gain-switched 1.06 μm Fabry-Perot laser diode
Swiderski et al. Gain-switching pulse generation of a thulium-doped fiber laser pumped at 1550nm

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101103

Termination date: 20190418