CN215681231U - 一种脉宽可调光纤激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脉宽可调光纤激光器，它包括锁模振荡器（1）、声光调制器（2）、纳秒电调种子源（3）、单模合束器（4）、光学放大器和准直隔离器（13）；锁模振荡器（1）和纳秒电调种子源（3）均与声光调制器（2）的输入端相连；声光调制器（2）的输出端依次连接有光学放大器和准直隔离器（13）；锁模振荡器（1）用于产生皮秒脉冲；纳秒电调种子源（3）用于产生百皮秒、纳秒到微秒量级的脉冲；声光调制器（2）用于控制两种不同的脉冲光源同时输出或分别输出；准直隔离器（13）用于对激光器进行准直隔离器输出。本专利申请具有可实现脉宽从皮秒、纳秒到微秒宽度可调，且结构紧凑，性能稳定，功率更高的有益效果。

Description

一种脉宽可调光纤激光器

技术领域

本实用新型涉及光纤激光器技术领域，具体是指一种脉宽可调的光纤激光器。

背景技术

现有技术中，MOPA脉冲光纤激光器（在工业界，MOPA激光器是一个约定的俗称，特指基于电调制种子源加多级功率放大器的纳秒脉冲光纤激光器；在物理上MOPA是相对于单振荡器构型而言的一种激光器构型，英文全称为Main Oscillator and Power Amplifier，中文全称为主振荡器加功率放大器），由于其脉冲可调特性，广泛应用于激光标记、焊接、清洗、精密切割等加工领域。

本专利申请的发明人通过实践发现，现有技术中的MOPA激光器，一般采取电调制LD种子源，脉宽范围受到电学带宽限制，一般为纳秒到微秒量级，最大也难以达到百皮秒量级。由于电脉冲难以产生百皮秒量级以下的脉冲，MOPA激光器难以实现皮秒脉冲输出，从而限制的MOPA光纤激光器的应用领域。

综上所述，目前缺少一种可实现脉宽从皮秒、纳秒到微秒宽度可调，且结构紧凑，性能稳定，功率更高的光纤激光器。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种可实现脉宽从皮秒、纳秒到微秒宽度可调，且结构紧凑，性能稳定，功率更高的脉宽可调光纤激光器。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种脉宽可调光纤激光器，它包括锁模振荡器、声光调制器、纳秒电调种子源、单模合束器、光学放大器和准直隔离器；所述的锁模振荡器和纳秒电调种子源均与声光调制器的输入端相连；所述的声光调制器的输出端依次连接有光学放大器和准直隔离器；所述的锁模振荡器用于产生皮秒脉冲；所述的纳秒电调种子源用于产生百皮秒、纳秒到微秒量级的脉冲；所述的声光调制器用于控制两种不同的脉冲光源同时输出或分别输出；所述的准直隔离器用于对激光器进行准直隔离器输出。

作为优选，所述的光学放大器包括第一级放大器，第一级放大器包括第一隔离器、第一增益光纤、第一泵浦信号合束器和第一泵浦LD；第一隔离器、第一增益光纤和第一泵浦信号合束器依次相连，第一泵浦LD与第一泵浦信号合束器相连。

作为优选，所述的光学放大器还包括第二级放大器；所述的第二级放大器包括第二隔离器、第二增益光纤、第二泵浦信号合束器和第二泵浦LD；第二隔离器、第二增益光纤、第二泵浦信号合束器依次相连，第二泵浦LD与第二泵浦信号合束器相连。

作为优选，所述的光学放大器包括反相放大器，正相放大器和双程放大器。

采用上述结构后，本实用新型具有如下有益效果：本专利申请设计了一种MOPA结构的光纤激光器，种子光由锁模种子光和半导体可调种子光合束组成，种子源切换由声光调制器完成。声光调制器对锁模振荡器输出进行开启关闭，电调制LD种子源由电调制直接负责开启关闭功能，通过单模合束器进行合束。放大器为光纤放大器，可实现脉宽从皮秒、纳秒到微秒宽度可调，紧凑和优化的结构设计，使得脉冲功率达到100kW峰值功率以上。从而实现MOPA激光器脉宽范围的扩展，将皮秒种子引入到MOPA激光器中，极大的拓展的MOPA激光器的应用范围。

综上所述，本实用新型提供了一种可实现脉宽从皮秒、纳秒到微秒宽度可调，且结构紧凑，性能稳定，功率更高的脉宽可调光纤激光器。

附图说明

图1是本实用新型中脉宽可调光纤激光器的结构方框图。

如图所示：1、锁模振荡器；2、声光调制器；3、纳秒电调种子源；4、单模合束器；5、第一隔离器；6、第一增益光纤；7、第一泵浦信号合束器；8、第一泵浦LD；9、第二隔离器；10、第二增益光纤；11、第二泵浦信号合束器；12、第二泵浦LD；13、准直隔离器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

结合附图1，一种脉宽可调光纤激光器，它包括锁模振荡器1、声光调制器2、纳秒电调种子源3、单模合束器4、光学放大器和准直隔离器13；所述的锁模振荡器1和纳秒电调种子源3均与声光调制器2的输入端相连；所述的声光调制器2的输出端依次连接有光学放大器和准直隔离器13；所述的锁模振荡器1用于产生皮秒脉冲；所述的纳秒电调种子源3用于产生百皮秒、纳秒到微秒量级的脉冲；所述的声光调制器2用于控制两种不同的脉冲光源同时输出或分别输出；所述的准直隔离器13用于对激光器进行准直隔离器输出。

附图对应的实施例中，采用的是两级放大器，第一级放大器包括第一隔离器5、第一增益光纤6、第一泵浦信号合束器7和第一泵浦LD8；第一隔离器5、第一增益光纤6和第一泵浦信号合束器7依次相连，第一泵浦LD8与第一泵浦信号合束器7相连；第二级放大器包括第二隔离器9、第二增益光纤10、第二泵浦信号合束器11和第二泵浦LD12；第二隔离器9、第二增益光纤10、第二泵浦信号合束器11依次相连，第二泵浦LD12与第二泵浦信号合束器11相连；第二泵浦信号合束器11输出端与准直隔离器13相连；第一泵浦信号合束器7与第二隔离器9相连。

具体实施时，所述的光学放大器的级数没有限制，可以是1级、2级、3级，甚至更多级次，取决于激光器的目标输出功率。

本专利申请的工作原理如下：由锁模振荡器1产生皮秒脉冲种子光，且一直处于启动状态，由声光调制器负责开启关闭；纳秒电调种子源3由电路系统实现百皮秒到微秒级别脉宽可调，并有电控系统负责开启关闭功能。锁模振荡器1和纳秒电调种子源3，通过单模合束器4合束，将两个种子光合束进入放大器中。第一隔离器5，第一增益光纤6，第一泵浦信号合束器7，第一泵浦LD8组成一级放大器，进行弱种子放大。第二隔离器9，第二增益光纤10，第二泵浦信号合束器11，第二泵浦LD12，组成二级放大器，进行功率放大。准直隔离器13对激光器进行准直隔离器输出。放大器结构可以为文中的反向放大器，也可以为正向放大器或者双程放大器。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种脉宽可调光纤激光器，其特征在于：它包括锁模振荡器（1）、声光调制器（2）、纳秒电调种子源（3）、单模合束器（4）、光学放大器和准直隔离器（13）；所述的锁模振荡器（1）和纳秒电调种子源（3）均与声光调制器（2）的输入端相连；所述的声光调制器（2）的输出端依次连接有光学放大器和准直隔离器（13）；所述的锁模振荡器（1）用于产生皮秒脉冲；所述的纳秒电调种子源（3）用于产生百皮秒、纳秒到微秒量级的脉冲；所述的声光调制器（2）用于控制两种不同的脉冲光源同时输出或分别输出；所述的准直隔离器（13）用于对激光器进行准直隔离器输出。

2.根据权利要求1所述的脉宽可调光纤激光器，其特征在于：所述的光学放大器包括第一级放大器，第一级放大器包括第一隔离器（5）、第一增益光纤（6）、第一泵浦信号合束器（7）和第一泵浦LD（8）；第一隔离器（5）、第一增益光纤（6）和第一泵浦信号合束器（7）依次相连，第一泵浦LD（8）与第一泵浦信号合束器（7）相连。

3.根据权利要求2所述的脉宽可调光纤激光器，其特征在于：所述的光学放大器还包括第二级放大器；所述的第二级放大器包括第二隔离器（9）、第二增益光纤（10）、第二泵浦信号合束器（11）和第二泵浦LD（12）；第二隔离器（9）、第二增益光纤（10）、第二泵浦信号合束器（11）依次相连，第二泵浦LD（12）与第二泵浦信号合束器（11）相连；第二泵浦信号合束器（11）输出端用于连接下一级放大器或者准直隔离器（13）。

4.根据权利要求1所述的脉宽可调光纤激光器，其特征在于：所述的光学放大器包括反相放大器，正相放大器和双程放大器。

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