CN105960742B - 高功率超短脉冲光纤激光器 - Google Patents

Abstract

一种高功率单模超短脉冲光纤激光系统被构造有间隔开的主控制台和激光头。光纤增能器被构造有单个有源光纤，所述单个有源光纤在主控制台和激光头之间延伸并且因而用作放大和传输光纤。激光头设置有允许将泵浦光再定向成在反向传播方向上传播并且耦接进入光纤增能器的下游端部的构造。公开的激光器进一步地包括线性啁啾光纤布雷格光栅和可调谐脉冲展宽机，包括被构造成用于在100fs至100psec的范围中可控制地调谐信号光的脉冲持续时间。啁啾脉冲通过构造成体积布雷格光栅的压缩机被进一步展宽。

Description

高功率超短脉冲光纤激光器

技术领域

本公开涉及超短脉冲光纤激光器。特别地，本发明涉及具有可调节脉冲持续时间方案的紧凑的超短锁模光纤激光器。

背景技术

高功率脉冲光纤激光器系统普遍用于当前工商业和不同领域的科学和技术中。脉冲光纤激光器在工业应用中的应用依赖于激光脉冲的平均和峰值功率、输出能量、光束质量、波长、效率、可靠性、稳定性、鲁棒性和紧凑性。

紧凑的高功率光纤激光器的发展如同这些激光器的电光特性的演变一样重要。紧凑性是朝在空间限制位置处配置先进的高功率激光器系统的整体目标的重要步骤，其中功率、尺寸和重量是首要的事。对于成功发展用于广泛范围的、但是分别具有高度专一性应用的更好解决方案，在连续波或脉冲模式下操作的紧凑的高功率光纤激光器是关键因素，在脉冲模式下操作的紧凑的高功率光纤激光器是本公开的主题。

超短脉冲激光器是发出从持续时间为亚皮秒到持续时间为数十皮秒的脉冲的激光器并且，类似于许多其它激光器构造，被广泛地用于切割、焊接和其它常规应用。另外地，超短脉冲光纤激光器具有特定应用，包括玻璃切割、在印刷电路板中产生通孔、在燃料喷射器中生成精确的孔、微加工和眼科等。对于这些应用，精确的脉冲能量和峰值功率用于实现需要的性能。

脉冲kW-MW-功率光纤激光器通常被构造成具有包括基于光纤的主振荡器功率放大器(“MOPA”)的架构。在该构造中，主振荡器生成激光脉冲，并且光纤放大器将这些脉冲放大到高输出功率水平。脉冲放大受限于光学非线性的开始。为通过超短脉冲从放大器分离更多能量，啁啾脉冲放大被使用。在该方法中，脉冲经由色散被及时展宽，以减少脉冲峰值功率。脉冲可以被从一些亚皮秒展宽到10纳秒的脉冲持续时间。在放大之后，脉冲持续时间通常地被恢复(压缩)到其初始值。通常地，啁啾和压缩都通过尺寸较大的大体积元件被实现。

因此，需要具有紧凑构造的脉冲啁啾和压缩部件的紧凑的超短脉冲高功率光纤激光器。

对于一些应用，脉冲持续时间必须以快速方式被调节。这是使用亚皮秒脉冲以用于一个处理步骤并且然后使用皮秒脉冲以用于要求在机加工步骤之间快速切换的下一个步骤的示例。另一示例是将脉冲持续时间再调整到初始脉冲持续时间以用于改变激光器状态。这可以是脉冲的峰值功率的改变，改变了光纤放大器的非线性的量和用于补偿由峰值功率改变引起的色散的要求。

啁啾光纤布雷格光栅可以用于该快速切换。线性啁啾光纤布雷格光栅可以引起沿着脉冲的线性啁啾。通过调节光纤布雷格光栅的长度，可以改变光栅的色散。用于实时调谐脉冲持续时间的已知方法是光栅的温度调节。然而，该调谐的速度受限于温度控制回路。调谐光纤布雷格光栅的长度的另一方法是机械地展宽光栅。这可以通过马达致动器而被完成。这又受限于机械致动器的速度。更快的调谐方法是使用压电转换器。不幸地，压电体具有被限制的移位距离，并且应用已经受限于使用用于被限制的脉冲持续时间调节主要非线性色散补偿的非线性啁啾光纤布雷格光栅。

因此，还需要具有基于压电体的致动器脉冲持续时间调节方案的高功率脉冲光纤主振荡器功率放大器构造，所述基于压电体的致动器脉冲持续时间调节方案被构造成用于以与已知方案的距离相比更大的距离展宽线性啁啾光纤布雷格光栅。

在没有解决整个激光器紧凑性的问题的情况下，向可能缺乏访问性的目的地传输高强度大致衍射限制脉冲激光束的能力不能被考虑。因为实际上不总是将具有种子、前置放大器、泵源、电子器件和其它不可缺少的激光器系统部件的整个激光器系统定位成接近需要的终点，因此光纤传输是期望的。大部分激光器应用要求较高程度的激光源可操作性。在这些应用中，通常地，无源传输光纤将主振荡器功率放大器放大衍射限制脉冲光束引导至处理激光头，所述处理激光头是相对较小的，轻质的并且设置有在需要位置处聚焦光束的引导光学器件。

在高功率光纤激光器和特别地脉冲激光器中使用光纤的科技挑战是kW-MW高峰值功率的组合，所述kW-MW高峰值功率与包括自相位调制的非线性作用的相对较低阈值相关联。通常地，非线性作用限制被构造成用于发射衍射限制光束的光纤激光器的功率缩放。在激光器领域，普通技术人员已知的两个常规方法大量地用于防止非线性作用的插入：1)有源光纤的放大芯部横截面，即，所述光纤具有掺杂有稀土元素的离子的芯部，和2)光纤长度减少。

相应地，还需要设置有紧凑光束传输组件的、利用具有多模(“MM”)芯部的有源光纤的高功率单模(“SM”)脉冲光纤激光器，所述高功率单模脉冲光纤激光器被构造成用于大致地支持仅单个基本模式并且被端面泵浦。

发明内容

上述被识别的需要通过当前公开的高功率单模超短脉冲光纤激光器以被满足，所述高功率单模超短脉冲光纤激光器具有多个部件，所述多个部件被设计成有助于整体紧凑性、信号光的较高峰值功率和具有可调节持续时间的超短脉冲。

公开的激光器系统特征在于同时地用作放大器和信号光传输光纤的光纤增能器。在光纤增能器延伸通过主控制台之间的自由空间的情况下，公开的激光头是非常紧凑的和轻的，所述主控制台容纳从种子激光器到前置放大器、到电子器件、到泵组件的所有外围部件。

公开的系统被设置有紧凑的脉冲展宽机和脉冲压缩机。脉冲展宽机被构造成具有挠性座架，所述挠性座架支撑啁啾光纤布雷格光栅并且接收压电元件，所述压电元件被构造成弯曲座架，因而所述座架具有较大弯曲距离。

座架弯曲的增加距离允许使用线性啁啾光纤布雷格光栅。使用线性啁啾光纤布雷格光栅，可以将脉冲压缩到其初始预啁啾持续时间并且甚至更短。压缩机被构造成很大程度上有助于激光头的紧凑性的体积布雷格光栅。

公开的激光器使用端面泵浦技术，其中泵浦光被泵浦光传输光纤传送，所述泵浦光传输光纤也延伸通过自由空间，并且在与信号光的传播方向相反的方向上耦接在光纤增能器的终端中。这通过反射镜以被实现，所述反射镜安装到激光头并且被构造成用于在相反传播方向上再定向泵浦光。同时，反射镜设置有开口，所述开口允许被放大信号光在激光头中的传播方向上沿着光程进一步没有损耗地传播。

附图说明

与附图结合，根据以下细节，本发明的上述和其它特征以及优点将变得更容易显而易见，其中：

图1是公开的高功率超短脉冲激光器系统的视图；

图2是图1的系统的光源的光学示意图；

图3是图2示出的脉冲展宽机的正交视图；

图4是图3的脉冲展宽机的截面图；

图5是反射时的需要的光纤布雷格光栅光谱；

图6是计算机生成激励，图示了图3和图4的公开的脉冲展宽机的操作；

图7是图1的激光系统的激光头的截面图；

图8是图7中指示为A的激光头的区域的放大图解视图；

图9是图7中的A区域的截面图；

图10是图7中的A区域的侧视图；并且

图11是图7的改变区域A的图解视图。

具体实施方式

现在将具体地参照本发明的优选实施例。只要有可能，相同或类似的附图标记用于附图和说明书中，以表示相同或类似的部件或步骤。附图是非常简化的形式并且未精确地按比例。

图1示出了被构造成具有主控制台12的公开脉冲光纤激光器10，所述主控制台在其中容纳线性偏振(LP)信号光的单个横模(SM)超短脉冲的源。激光器10进一步地包括具有光束引导光学器件的激光头，和在挠性电缆16中延伸穿过控制台12和激光头14之间的自由空间的光纤增能器。使用被构造成仅具有光发射器掺杂光纤而没有常见的无源传输输出光纤的光纤增能器，与许多已知系统相比，减少了有效的光纤长度。因为缩短的光纤波长具有引起的非线性作用的更高阈值，因此这是重要的。

图2图示了光纤激光器10的高度图解的光学架构，所述光纤激光器作为典型的超短脉冲光纤激光器，并且具有主振荡器功率光纤放大器构造(“MOPFA”)。主振荡器18被构造成为主动锁模光纤激光器，或优选地作为具有半导体吸收反射镜(SESAM)的被动锁模光纤激光器，并且被安装在主控制台12中以输出SMLP亚纳秒激光脉冲。一个或多个光纤前置放大器24也被安装在控制台12中并且操作以放大这些脉冲。通过光纤增能器26实现主放大，所述光纤增能器26的输出功率仅通过光学非线性的开始而被限制。

为了通过超短脉冲分离更多能量，脉冲展宽机22耦接在种子16和控制台12中的前置放大器24之间，如下文更详细地所述。最后，脉冲通过光学压缩机42被压缩，所述光学压缩机安装在激光头14中(图1)，并且操作以将被展宽脉冲压缩至初始皮秒或飞秒脉冲持续时间，如下文将稍微更详细所述。

参见图3和图4，用于图1和图2的构造中的可调谐脉冲展宽机22包括包封机械弯曲座架28的壳体，所述机械弯曲座架保持啁啾光纤布雷格光栅(“FBG”)30。压电体32被接收在插孔44中，插孔44在座架28中被设置到位以优化光纤布雷格光栅30围绕枢转点的展宽。在压电体操作的范围中，该构造引起光纤布雷格光栅长度的较大改变，并且允许使用线性啁啾光纤布雷格光栅以调谐脉冲持续时间。通过这种方式，脉冲持续时间可以被调谐以形成100调频到100微微秒，具有短至微秒的切换时间。线性啁啾光纤布雷格光栅的使用允许脉冲压缩至其初始或甚至较短的持续时间。

已知被压缩脉冲的脉冲形状影响其持续时间。还已知，光纤非线性，诸如自相位调制(“SPM”)防止整个变换限制脉冲压缩使用具有线性色散补偿的脉冲压缩。甚至在存在自相位调制的情况下，模仿通过自相位调制展宽的光谱的抛物线脉冲形状可以被压缩。当存在极大的非线性时，需要的抛物线脉冲形状因此用于实现被限制的变换。具有适当的切趾轮廓的光纤布雷格光栅30可以生成这种脉冲形状。一个提出的技术是使用图1-2的笨重的构造的空间光调制。此处，技术包括在不同波长下操作并且借助于如图5所示的侧面泵浦技术来泵浦光纤布雷格光栅30的相应区域的多个二极管激光器，所述二极管激光器掺杂有适当的光发射器。另一个可能性是在图1-2示出的构造中使用与多个微机电系统或光学开关(“MEMS”)组合的单个二极管。

返回图3和图4，当对压电体32充电时，压电体32伸长，抵推插孔44的周边。结果，座架28围绕图4的点46弯曲，增加了光纤布雷格光栅30的长度。在额外插孔44接收其与另一个压电体同时地操作的压电体的情况下，座架28操作以拱起，这甚至进一步地增加光纤布雷格光栅30的长度。参照图6图示的模拟，这变得更显而易见。

座架28的顶部被构造成具有接收光纤布雷格光栅30的托盘34。光纤布雷格光栅30的隔开区域通过任何适当机构被固定在相应的预定位置处。主要用于校准目的，座架28支撑由温度传感器40控制的热电元件36。紧固件38提供座架28至壳体的安装。

座架28优选地用铝制成，但是可以是任何其它的挠性材料。对于一些应用，脉冲持续时间必须以快速方式被调节。这是使用亚皮秒脉冲以用于一个处理步骤并且然后使用皮秒脉冲以用于在机加工步骤之间快速切换的下一个步骤的示例。正确地选择座架28的材料，可以以达到高kHz水平的频率展宽座架。

参见图7，图1-2的发明构造的便携式激光头14被构造成具有壳体，所述壳体在其输入端部/上游端部包括接收相应的泵浦光传输光纤和放置在散热器51上的光纤增能器的下游端部的套管52。为防止具有峰值功率的被放大信号光的较高功率密度到达MW水平，基于二氧化硅的端接块体54耦接到下游光纤端部。如下文具体地所述，球面反射镜56被构造成用于在相反传播方向上将泵浦光反射返回进入光纤增能器的下游端部中。反射镜56包括尺寸成为被放大信号光穿过而未导致损耗的中心开口。被放大信号光进一步被传输通过透镜系统58和隔离器60，所述隔离器被构造成用于最小化被反射信号光朝放大级的传播。

上游反射镜62再定向至分光器66的入射信号光，分光器66又向压缩机42传输信号光。压缩机44被构造成体积布雷格光栅。最后，在离开激光头16的输出端口之前，信号光的压缩脉冲有序地在反射镜68和70上入射。

信号光的脉冲是线性偏振的。为离开激光头16并且特别传播通过分光器66，偏振系统被构造成用于改变向前传播信号光的偏振。具体地针对1030nm波长被设计，偏振系统分别地被构造成具有1/2和1/4波片64和61，被构造成用于将被压缩信号光的偏振改变成与啁啾信号光的偏振相反。可选地，取代波片，法拉第循环器可以在图示的示意图中被执行并且，实际上，有利于所有其它波长。

图8和图9图示相应的光纤增能器72和泵浦光传输光纤或多个泵浦光传输光纤74的下游端部。光纤增能器72可以被构造成具有两个彼此接合的部分，但是优选地是连续的无接合主体。光纤增能器部分的外直径可以是均匀的，或可以包括相对较长的上游光纤部分和相对较大的下游光纤棒部分，相对较大的下游光纤棒部分具有桥接上游和下游部分的锥形部分。增能器72的光发射器掺杂的多模芯部具有尺寸均匀的输入区域76、锥形区域78和包括比输入区域76的横截面更大的横截面的、另一尺寸均匀的放大区域80。光发射器掺杂的多模芯部的输入区域76被构造成用于支持基本模式，并且具有与从种子和前置放大级传送的信号光的单模相同的模场直径。因而，在将单模信号光耦接进入光发射器掺杂的多模芯部的输入芯部区域76中时，没有更高阶模式被激励。锥形区域朝放大芯部区域绝热地扩展信号光，使得基本模式逐渐扩展，然而没有高阶模式激励。

尽管相应的光纤增能器72和泵浦光传输光纤74的主要长度部分延伸通过电缆16，但是其相应的端部被接收在激光头14中并且搁置在散热器51上(图7)。相应的增能器和泵浦光传输光纤的终端被融合成端接块体54。在使用时，泵浦光从端部82被发出，在传播方向上传输通过块体54并且最后被从反射镜56反射。反射镜56被构造有该弯曲反射表面，从而被再定向的泵浦光在相反传播方向上被引导通过相同块体54并且进入光纤增能器72的终端中。如果有必要，在增能器72的相对较大的放大光纤棒部分中有效吸收被反射泵浦光允许整个光纤增能器约为30厘米长，并且避免甚至在高峰值功率水平下生成非线性。被放大信号光然后传输通过端接块体54，并且穿越反射镜56中的开口84(或，可选地，穿过未被构造有开口的反射镜56)以沿着参照图7所述的激光头14进一步地被引导。

光纤芯部利用一种或多种稀土元素掺杂其整个横截面。优选地，根据工业趋势，选择的掺杂物经常是镱(Yb³⁺)。放大芯部区域80可以被构造有大致地等于或高于0.1的NA。此外，芯部的整个长度被构造成，其中心面积的约0.65²被基本模式重叠，这因而使得芯部26的较小周边面积未被FM重叠，所述较小周边面积为其中HOM和/或自发发射可以被放大的区域。

然而但是，周边面积中的放大很大程度上通过配置泵浦源而被防止，使得泵浦源发出具有与芯部区域80的数值孔径大部分匹配但是优选地比所述数值孔径更小的数值孔径的泵浦光。因而，基本模式被包括在泵浦光中，所述泵浦光因而具有沿着增能器72的光发射器掺杂的多模芯部的整个长度的、至少与基本模式的尺寸一样大的尺寸。锥形芯部区域78的孔径角可控制地被选择以提供至少一些未吸收泵浦光在其进入芯部区域76中之前的去耦。

参见图10，在公开的反向泵浦方案中，光纤增能器72和块体54扩展器之间的融合区域通常地在与增能器的其余部分相比甚至更高的温度下，因为泵浦光通过该区域被耦接进入增能器72有源光纤的端区域中。另外，光纤增能器72的终端90不位于散热器51上(图7)，这连同高温使得融合表面之间的结合特别脆弱。

参考图11，为加强端部光纤区域90和块体54之间的结合，光发射器掺杂多模无源光纤92插入块体54和光纤区域90之间，并且具有与光纤增能器72的放大芯部区域80的直径匹配的直径。泵浦传输光纤74仍然与块体54直接接触。被反射泵浦光被俘获在无源光纤92中并且耦接进入光纤增能器72的芯部区域80中。

在某些情况下，期望为增能器72的光发射器掺杂的多模芯部提供接收泵浦光的更大面积。这可以通过以下方式被实现，即为增能器72的包层86提供掺杂有氟的环94。无源光纤92的芯部与环94的直径大致地匹配。因为在无源光纤92中没有吸收，因此其与块体54的结合很少被损坏。

公开的Yb光纤激光器10可以在于1.5W至30W以上和5MW以上的峰值功率之间改变的平均功率下操作。脉冲能量可以超过100uJ并且低至5uJ。光束质量在1.2和1.5之间变化。脉冲持续时间覆盖100fs至100psec的间隔，并且脉冲重复率可以到达3000kHz和更高。

虽然已经依据公开的示例描述了本发明，但是在未脱离以下权利要求的范围和精神的情况下，上述公开的实施例的许多修改例和/或附加例对于激光器领域的技术人员将是显而易见的。

Claims (20)

1.一种超短脉冲光纤激光器，包括：

光纤增能器，所述光纤增能器在自由空间中延伸，并且具有光发射器掺杂的多模芯部(“MM”)，所述光发射器掺杂的多模芯部在传播方向上引导单模(“SM”)线性偏振信号光的亚纳秒脉冲；

泵，所述泵设置有泵浦光传输光纤，所述泵浦光传输光纤在传播方向上引导泵浦光并且在自由空间中与光纤增能器共同延伸；

便携式激光头，所述便携式激光头分别地接收光纤增能器的下游区域和泵浦光传输光纤的下游区域；和

挠性套筒，所述挠性套筒在自由空间中围绕光纤增能器和泵浦光传输光纤，

其中所述便携式激光头被构造成用于：

在反向传播方向上再定向泵浦光，使得被再定向的泵浦光被耦接进入光发射器掺杂的多模芯部的下游端部中，

大致地以单个基本模式在传播方向上输出被放大的信号光；和

线性啁啾光纤布雷格光栅(“FBG”)，所述线性啁啾光纤布雷格光栅在光纤增能器的上游并且耦接到所述光纤增能器；和

可调谐脉冲展宽机，所述可调谐脉冲展宽机支撑所述线性啁啾光纤布雷格光栅并且能够操作以引起所述光纤布雷格光栅的长度的改变，以在需要的脉冲持续时间范围中可控制地调谐信号光的脉冲持续时间。

2.根据权利要求1所述的超短脉冲光纤激光器，其中：

可调谐脉冲展宽机包括弯曲座架和压电致动器，所述弯曲座架支撑所述光纤布雷格光栅，所述压电致动器被安装至所述弯曲座架并且产生冲程，以围绕弯曲点在从约100fs到约100psec的范围内的所述需要的脉冲持续时间范围中能够控制地拱起挠性座架。

3.根据权利要求1所述的超短脉冲光纤激光器，进一步包括：

主控制台，所述主控制台在便携式激光头的上游与便携式激光头隔开，并且包封光纤布雷格光栅和可调谐脉冲展宽机，和

光纤种子激光器，所述光纤种子激光器安装在主控制台中并且具有接合至光纤布雷格光栅的上游端部的输出光纤，所述光纤种子激光器能够操作以在传播方向上发射单模(“SM”)线性偏振信号光的亚纳秒脉冲。

4.根据权利要求2所述的超短脉冲光纤激光器，其中：

所述座架被构造有接收压电致动器的至少一个U形状插孔，所述插孔小于压电致动器在压电致动器的展宽位置处的长度，使得当压电致动器响应于被施加的电荷而抵推插孔的周边时，弯曲座架围绕弯曲点拱起，从而在压电致动器的冲程范围内增加线性啁啾光纤布雷格光栅的长度。

5.根据权利要求4所述的超短脉冲光纤激光器，其中：

所述座架被构造有额外的U形状插孔，所述额外的U形状插孔与所述一个插孔对准并且接收额外的压电致动器，所述压电致动器和额外的压电致动器在相反方向上至少同时地被致动。

6.根据权利要求4所述的超短脉冲光纤激光器，其中：

所述座架进一步被构造有光纤托盘和两个隔开的紧固件，所述光纤托盘接收所述线性啁啾光纤布雷格光栅，所述两个隔开的紧固件位于光纤托盘侧面并且在相应的固定位置处联接到所述线性啁啾光纤布雷格光栅的相应端部。

7.根据权利要求4所述的超短脉冲光纤激光器，其中：

一旦施加电荷，所述弯曲座架能够在长达50mm的距离处以高达kHz水平的频率移位。

8.根据权利要求3所述的超短脉冲光纤激光器，其中：

所述光纤种子激光器是被动锁模激光器或主动锁模激光器。

9.根据权利要求3所述的超短脉冲光纤激光器，其中：

所述光纤种子激光器能够操作以便以约1064nm波长处发射具有到达高至约3000kHz的脉冲重复的信号光脉冲，每个脉冲都具有约100fs至约100psec之间的持续时间。

10.根据权利要求3所述的超短脉冲光纤激光器，进一步包括：

输出无源单模光纤，所述输出无源单模光纤将单模信号光的亚纳秒脉冲传输至光纤增能器的上游芯部，所述输出无源单模和光纤增能器具有各自的芯部区域，所述各自的芯部区域耦接到彼此并且被构造为具有彼此匹配的各自的模场直径，使得在信号光耦接进入光纤增能器的光发射器掺杂的多模芯部中时，仅基本模式在光纤增能器的芯部区域中被激励。

11.根据权利要求3所述的超短脉冲光纤激光器，进一步包括：

至少一个光纤前置放大器，所述至少一个光纤前置放大器被安装在位于脉冲展宽机下游的主控制台中。

12.根据权利要求1所述的超短脉冲光纤激光器，其中，所述便携式激光头容纳：

反射元件，所述反射元件与相应的光纤增能器的下游区域和泵浦光传输光纤的下游区域隔开，和

二氧化硅端接块体，所述二氧化硅端接块体位于所述相应的光纤增能器的下游区域和泵浦光传输光纤的下游区域与所述反射元件之间。

13.根据权利要求12所述的超短脉冲光纤激光器，其中：

相应的光纤增能器的下游区域和泵浦光传输光纤的下游区域与所述反射元件直接地融合至二氧化硅端接块体的上游表面，所述反射元件被构造成用于在反向传播方向上将泵浦光反射回到光纤增能器的光发射器掺杂的多模芯部，并且所述反射元件具有中心开口，所述中心开口的尺寸被设定为使信号光在传播方向上无障碍地横穿开口。

14.根据权利要求12所述的超短脉冲光纤激光器，其中，所述便携式激光头还容纳：

散热器，所述散热器分别地支撑光纤增能器的下游端部和泵浦光传输光纤的下游端部，

泵浦传输光纤的下游区域，所述泵浦传输光纤的下游区域被直接地融合至端接块体的上游表面，和

端部无源光纤，所述端部无源光纤具有无损地接合至光纤增能器的下游区域的一个端部，和融合至端接块体的上游表面的相反端部，所述端部无源光纤具有长度，所述长度的尺寸被设定为使得光纤增能器的下游区域具有其被散热器完全地支撑的终端。

15.根据权利要求12所述的超短脉冲光纤激光器，其中：

激光头还容纳隔离器，所述隔离器定位在反射元件的下游并且被构造成用于防止回射信号光在反向传播方向上的传播。

16.根据权利要求1所述的超短脉冲光纤激光器，进一步包括：

体积布雷格光栅，所述体积布雷格光栅被包封在激光头中，并且被构造成用于压缩在光纤增能器的上游啁啾的信号光的脉冲。

17.根据权利要求16所述的超短脉冲光纤激光器，进一步包括：

循环器，所述循环器基于1/4波片和偏振片以改变信号光的放大的啁啾脉冲的偏振状态。

18.根据权利要求1所述的超短脉冲光纤激光器，其中：

光纤增能器的光发射器掺杂的多模芯部被构造有输入光纤部分和光纤棒输出部分。

19.根据权利要求18所述的超短脉冲光纤激光器，其中：

光发射器掺杂的多模芯部的输入光纤部分被构造有延伸形成模式变换锥形区域中的尺寸均匀的输入区域，所述模式变换锥形区域延伸形成具有比输入光纤部分的横截面更大的横截面的光纤棒输出部分中。

20.根据权利要求3所述的超短脉冲光纤激光器，进一步包括：

多个二极管激光器，所述多个二极管激光器被安装在主控制台中并且以各自不同的波长选择性地发射辐射，以侧面泵浦掺杂有一种或多种离子稀土元素离子的线性啁啾光纤布雷格光栅。