【技術實現步驟摘要】
本申請涉及激光控制，特別地，涉及一種基于摻釹光纖的920nm飛秒脈沖光纖激光系統。
技術介紹
1、超快激光器在科學研究、工業生產、醫學治療等領域有著廣泛的應用。波長作為激光器的重要參數之一，在一定程度上決定了激光器的應用領域。其中，波長為920nm的窄脈寬、高能量、寬光譜的飛秒脈沖在生物醫學成像、太赫茲波產生、單量子點光源等領域有著重要應用。目前而言，920nm波段使用最廣泛的激光器是鈦藍寶石固體激光器，但鈦藍寶石固體激光器和該波段的大多數光纖激光系統都存在著緊湊性和穩定性不足的問題。并且，該波段的光纖激光系統無法滿足在窄脈寬的條件下實現高單脈沖能量的輸出。因此，如何在920nm波段實現一種結構緊湊、穩定性好、脈沖寬度窄且單脈沖能量高的光纖激光系統是目前激光領域的一個難點。
技術實現思路
1、本申請提供了一種基于摻釹光纖的920nm飛秒脈沖光纖激光系統，以解決現有技術中所存在的一個或多個技術問題，至少提供一種有益的選擇或創造條件。
2、本申請的其他特性和優點將通過下面的詳細描述變得顯然，或部分地通過本申請的實踐而習得。
3、根據本申請實施例的一個方面，提出了一種基于摻釹光纖的920nm飛秒脈沖光纖激光系統，所述基于摻釹光纖的920nm飛秒脈沖光纖激光系統包括：種子激光源系統、預啁啾系統、放大系統和壓縮系統；所述種子激光源系統的輸出端與所述預啁啾系統的輸入端連接，所述預啁啾系統的輸出端與所述放大系統的輸入端連接，所述放大系統的輸出端與所述壓縮系統的輸入端連接；
4、其中，所述種子激光源系統用于向所述預啁啾系統輸出種子脈沖，所述預啁啾系統用于為所述種子脈沖附加預啁啾量，并向所述放大系統輸出附加有所述預啁啾量的種子脈沖，以使得所述放大系統對所述附加有所述預啁啾量的種子脈沖進行光譜展寬和能量放大，并將光譜展寬和能量放大后的所述種子脈沖輸入至所述壓縮系統，以使所述壓縮系統對光譜展寬和能量放大后的所述種子脈沖進行時域上的壓縮并射出激光脈沖。
5、在本申請的一個實施例中，基于前述方案，所述預啁啾系統包括第一啁啾光纖布拉格光柵和環形器，所述環形器的第一端與所述種子激光源系統的輸出端連接，所述環形器的第二端與所述第一啁啾光纖布拉格光柵的輸入端連接，所述環形器的第三端與所述放大系統的輸入端連接；
6、其中，所述環形器的第一端接收來自所述種子激光源系統輸出的種子脈沖，并將所述種子脈沖通過所述環形器的第二端輸入至所述第一啁啾光纖布拉格光柵，所述第一啁啾光纖布拉格光柵對接收到的所述種子脈沖進行所述預啁啾量的附加，并將附加所述預啁啾量之后的種子脈沖通過所述環形器的第三端輸出至所述放大系統。
7、在本申請的一個實施例中，基于前述方案，所述種子激光源系統包括第二啁啾光纖布拉格光柵、單模808nm激光二極管、808nm隔離器、808/920nm波分復用器、單模摻釹光纖、第一920nm隔離器、光耦合器和非互易性相移器；所述808/920nm波分復用器的輸出端和單模摻釹光纖的一端連接，所述單模摻釹光纖的另一端與所述光耦合器的第一端相連，所述光耦合器的第二端與所述第二啁啾光纖布拉格光柵的輸入端連接；所述第二啁啾光纖布拉格光柵的輸出端與所述第一920nm隔離器的輸入端相連，所述第一920nm隔離器的輸出端與所述環形器的第一端連接，作為所述種子激光源系統的輸出端；所述非互易性相移器的輸入端與所述光耦合器的第三端連接，所述非互易性相移器的輸出端與所述808/920nm波分復用器的輸入端相連，所述808/920nm波分復用器的輸入端還與所述808nm隔離器的輸出端相連；所述808nm隔離器的輸入端與所述單模808nm激光二極管的輸出端相連；所述單模808nm激光二極管作為泵浦源，所述光耦合器的第四端作為檢測端。
8、在本申請的一個實施例中，基于前述方案，所述放大系統包括預放大單元和主放大單元，所述預放大單元的輸入端與所述環形器的第三端連接，所述預放大單元的輸出端與所述主放大單元的輸入端連接；所述主放大單元的輸出端與所述壓縮系統的輸入端連接。
9、在本申請的一個實施例中，基于前述方案，所述預放大單元包括第一多模808nm激光二極管、第一合束器、雙包層w型摻釹光纖、第一泵浦功率剝離裝置和第二920nm隔離器；所述第一合束器的輸入端與所述第一多模808nm激光二極管的輸入端以及所述環形器的第三端連接，所述第一合束器的輸出端通過所述雙包層w型摻釹光纖與所述第一泵浦功率剝離裝置的輸入端連接，所述第一泵浦功率剝離裝置的輸出端與所述第二920nm隔離器的輸入端連接，所述第二920nm隔離器的輸出端與所述主放大單元連接。
10、在本申請的一個實施例中，基于前述方案，所述主放大單元包括第二多模808nm激光二極管、第二合束器、20/80摻釹光纖和第二泵浦功率剝離裝置；所述第二合束器的輸入端與所述第二920nm隔離器的輸出端以及所述第二多模808nm激光二極管的輸出端連接；所述第二合束器的輸出端與所述第二泵浦功率剝離裝置的輸入端通過所述20/80摻釹光纖相連，所述第二泵浦功率剝離裝置的輸出端與所述壓縮系統的輸入端連接。
11、在本申請的一個實施例中，基于前述方案，所述壓縮系統包括準直器、第一反射鏡、第二反射鏡、二向色鏡和透射光柵對，所述準直器、所述二向色鏡、所述第二反射鏡、所述透射光柵對以及所述第一反射鏡依次間隔設置，所述準直器的輸入端與所述第二泵浦功率剝離裝置的輸出端連接；
12、其中，從所述第二泵浦功率剝離裝置的輸出端所輸出的種子脈沖依次經過所述準直器、所述二向色鏡、所述透射光柵對、所述第一反射鏡、所述透射光柵對以及所述第二反射鏡，并由所述第二反射鏡射出。
13、本申請的有益效果：
14、本申請可以通過種子激光源系統向所述預啁啾系統輸出種子脈沖，并通過預啁啾系統為所述種子脈沖附加預啁啾量，向所述放大系統輸出附加有所述預啁啾量的種子脈沖，以此在放大系統中實現所述附加有預啁啾量的種子脈沖的光譜展寬和能量放大。
15、在光譜展寬的條件下，根據光譜寬度與脈沖寬度之間存在的傅里葉變換關系，光譜寬度越寬，在時域上壓縮后得到的脈沖寬度越窄。越窄的脈沖寬度意味著能量愈加集中。所以通過壓縮系統對種子脈沖進行時域上的壓縮，可以得到窄脈寬、高峰值功率的種子脈沖，進而解決了現有光纖激光技術在920nm波段無法在窄脈寬的條件下實現高單脈沖能量輸出的技術問題。與此同時，本申請提出的基于摻釹光纖的920nm飛秒脈沖光纖激光系統的系統緊湊性和穩定性較高。因此，該系統能夠為生物醫學成像、太赫茲波產生、單量子點光源等領域的科學研究和實際應用提供更優質的光源。
16、應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請。
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1.一種基于摻釹光纖的920nm飛秒脈沖光纖激光系統，其特征在于，包括：種子激光源系統、預啁啾系統、放大系統和壓縮系統；所述種子激光源系統的輸出端與所述預啁啾系統的輸入端連接，所述預啁啾系統的輸出端與所述放大系統的輸入端連接，所述放大系統的輸出端與所述壓縮系統的輸入端連接；
2.根據權利要求1所述的基于摻釹光纖的920nm飛秒脈沖光纖激光系統，其特征在于，所述預啁啾系統包括第一啁啾光纖布拉格光柵和環形器，所述環形器的第一端與所述種子激光源系統的輸出端連接，所述環形器的第二端與所述第一啁啾光纖布拉格光柵的輸入端連接，所述環形器的第三端與所述放大系統的輸入端連接；
3.根據權利要求2所述的基于摻釹光纖的920nm飛秒脈沖光纖激光系統，其特征在于，所述種子激光源系統包括第二啁啾光纖布拉格光柵、單模808nm激光二極管、808nm隔離器、808/920nm波分復用器、單模摻釹光纖、第一920nm隔離器、光耦合器和非互易性相移器；所述808/920nm波分復用器的輸出端和單模摻釹光纖的一端連接，所述單模摻釹光纖的另一端與所述光耦合器的第一端相連，所述光耦合器的第二端
4.根據權利要求3所述的基于摻釹光纖的920nm飛秒脈沖光纖激光系統，其特征在于，所述放大系統包括預放大單元和主放大單元，所述預放大單元的輸入端與所述環形器的第三端連接，所述預放大單元的輸出端與所述主放大單元的輸入端連接；所述主放大單元的輸出端與所述壓縮系統的輸入端連接。
5.根據權利要求4所述的基于摻釹光纖的920nm飛秒脈沖光纖激光系統，其特征在于，所述預放大單元包括第一多模808nm激光二極管、第一合束器、雙包層W型摻釹光纖、第一泵浦功率剝離裝置和第二920nm隔離器；所述第一合束器的輸入端與所述第一多模808nm激光二極管的輸入端以及所述環形器的第三端連接，所述第一合束器的輸出端通過所述雙包層W型摻釹光纖與所述第一泵浦功率剝離裝置的輸入端連接，所述第一泵浦功率剝離裝置的輸出端與所述第二920nm隔離器的輸入端連接，所述第二920nm隔離器的輸出端與所述主放大單元連接。
6.根據權利要求5所述的基于摻釹光纖的920nm飛秒脈沖光纖激光系統，其特征在于，所述主放大單元包括第二多模808nm激光二極管、第二合束器、20/80摻釹光纖和第二泵浦功率剝離裝置；所述第二合束器的輸入端與所述第二920nm隔離器的輸出端以及所述第二多模808nm激光二極管的輸出端連接；所述第二合束器的輸出端與所述第二泵浦功率剝離裝置的輸入端通過所述20/80摻釹光纖相連，所述第二泵浦功率剝離裝置的輸出端與所述壓縮系統的輸入端連接。
7.根據權利要求6所述的基于摻釹光纖的920nm飛秒脈沖光纖激光系統，其特征在于，所述壓縮系統包括準直器、第一反射鏡、第二反射鏡、二向色鏡和透射光柵對，所述準直器、所述二向色鏡、所述第二反射鏡、所述透射光柵對以及所述第一反射鏡依次間隔設置，所述準直器的輸入端與所述第二泵浦功率剝離裝置的輸出端連接；
...【技術特征摘要】
1.一種基于摻釹光纖的920nm飛秒脈沖光纖激光系統，其特征在于，包括：種子激光源系統、預啁啾系統、放大系統和壓縮系統；所述種子激光源系統的輸出端與所述預啁啾系統的輸入端連接，所述預啁啾系統的輸出端與所述放大系統的輸入端連接，所述放大系統的輸出端與所述壓縮系統的輸入端連接；
2.根據權利要求1所述的基于摻釹光纖的920nm飛秒脈沖光纖激光系統，其特征在于，所述預啁啾系統包括第一啁啾光纖布拉格光柵和環形器，所述環形器的第一端與所述種子激光源系統的輸出端連接，所述環形器的第二端與所述第一啁啾光纖布拉格光柵的輸入端連接，所述環形器的第三端與所述放大系統的輸入端連接；
3.根據權利要求2所述的基于摻釹光纖的920nm飛秒脈沖光纖激光系統，其特征在于，所述種子激光源系統包括第二啁啾光纖布拉格光柵、單模808nm激光二極管、808nm隔離器、808/920nm波分復用器、單模摻釹光纖、第一920nm隔離器、光耦合器和非互易性相移器；所述808/920nm波分復用器的輸出端和單模摻釹光纖的一端連接，所述單模摻釹光纖的另一端與所述光耦合器的第一端相連，所述光耦合器的第二端與所述第二啁啾光纖布拉格光柵的輸入端連接；所述第二啁啾光纖布拉格光柵的輸出端與所述第一920nm隔離器的輸入端相連，所述第一920nm隔離器的輸出端與所述環形器的第一端連接，作為所述種子激光源系統的輸出端；所述非互易性相移器的輸入端與所述光耦合器的第三端連接，所述非互易性相移器的輸出端與所述808/920nm波分復用器的輸入端相連，所述808/920nm波分復用器的輸入端還與所述808nm隔離器的輸出端相連；所述808nm隔離器的輸入端與所述單模808nm激光二極管的輸出端相連；所述單模808nm激光二極管作為泵浦源，所述光耦合器的第四端作為檢測端。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：羅智超，馬文昊，李體鑒，劉萌，孫賀，楊興勤，朱其彬，
申請(專利權)人：華南師范大學，
類型：發明
國別省市：
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