一种脉冲激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种脉冲激光器，包括：皮秒种子源模块、选频模块、至少一个的光纤放大模块及固体放大模块；皮秒种子源模块用于提供皮秒或亚皮秒脉宽的种子激光；选频模块设置在所述皮秒种子源模块输出种子激光的一侧；所述光纤放大模块设置在所述选频模块输出激光的一侧；所述固体放大激光模块设置在所述光纤放大模块输出激光的一侧；通过使用皮秒种子源模块作为激光的种子源，结合选频模块，能够实现激光脉冲重复频率的控制，再使用光纤放大模块及固体放大模块，实现功率的放大，从而使得在激光功率进行放大的过程中，可以放大到百瓦量级或数百瓦量级，因此拓展了激光器的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲激光器
本专利技术涉及激光器
，尤其涉及一种脉冲激光器。
技术介绍
激光被誉为“最快的刀、最亮的光和最准的尺”，已经在社会生活的各个领域发挥着重要作用。随着工业技术的发展，对加工精度的要求也在不断提高，因而对激光的脉冲质量和能量强度提出的要求也越来越高。而不同的应用场景需要不同优势的激光，例如在一些场景下，就需要超快激光，现有的高功率超快激光，应用的是半导体泵浦固体激光技术，具体应用为板条激光器、碟片激光器等，均能够输出千瓦量级亚皮秒的脉冲激光输出。但是，现有的应用了半导体泵浦固体激光技术的激光器，虽然实现了千瓦量级皮秒或亚皮秒的脉冲激光输出，但板条状和碟片状的增益介质导致光束质量较差，使得应用受到了很大的限制。相比之下，棒状激光增益介质更有利于实现高光束质量的超快激光输出。目前已有报告采用侧面泵浦Nd:YAG棒实现一千瓦调Q脉冲输出。但在百瓦级皮秒脉冲输出方面，尚未见报道。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种脉冲激光器，旨在解决现有技术中的激光器不能实现高功率高光束质量的皮秒及亚皮秒脉冲激光输出，使得激光器的应用范围受到了限制的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种脉冲激光器，包括：皮秒种子源模块、选频模块、至少一个的光纤放大模块及固体放大模块；所述皮秒种子源模块用于提供皮秒或亚皮秒脉宽的种子激光；所述选频模块设置在所述皮秒种子源模块输出种子激光的一侧，用于调控所述皮秒种子源模块的输出种子激光的脉冲频率；所述光纤放大模块设置在所述选频模块输出激光的一侧，用于对脉冲频率进行调控了的种子激光进行功率预放大；所述固体放大模块设置在所述光纤放大模块输出激光的一侧，用于对功率预放大的种子激光进行功率放大，以将经过固体放大激光模块的种子激光的功率放大至百瓦量级或数百瓦量级。进一步地，所述固体放大模块包括：端面泵浦固体激光模块及侧面泵浦固体激光模块；所述端面泵浦固体激光模块用于将光纤放大模块输出激光的功率放大至百瓦量级；所述侧面泵浦固体激光模块用于将所述端面泵浦固体激光模块输出激光的功率放大至数百瓦量级；所述端面泵浦固体激光模块包括：依次设置的第一泵浦源、泵浦光耦合系统、双色镜、激光增益介质及空间光隔离器；所述第一泵浦源设置在所述光纤放大模块输出激光的一侧，用于提供泵浦光，所述泵浦光用于对将经过了选频模块的种子激光提供泵浦进行放大；所述泵浦光耦合系统设置在所述第一泵浦源输出泵浦光的一侧，用于将泵浦光耦合至所述激光增益介质；所述双色镜的性质为对泵浦光高透，对信号光高反，设置在所述泵浦光耦合系统输出泵浦光的一侧，用于将所述信号光反射入激光增益介质；所述激光增益介质设置在所述双色镜反射出信号光的方向，且设置在所述双色镜透过泵浦光的方向，用于对融合了泵浦光的信号光进行功率放大至百瓦量级；所述光空间隔离器用于阻止增益介质输出的信号光的返回。进一步地，所述侧面泵浦固体激光模块包括：依次设置的信号光耦合镜、侧面泵浦激光晶体、半导体激光器阵列、耦合输出镜；设置在所述光空间隔离器输出信号光一侧的信号光耦合镜，用于将所述光空间隔离器输出的信号光耦合入所述侧面泵浦激光晶体；设置在所述信号光耦合镜输出信号光一侧的侧面泵浦激光晶体；设置在所述侧面泵浦激光晶体上的泵浦半导体激光器阵列所述侧面泵浦激光晶体及所述泵浦半导体激光器阵列用于将信号光进行放大至数百瓦量级；设置在所述侧面泵浦激光晶体输出信号光一侧的耦合输出镜，用于将经过所述侧面泵浦激光晶体的信号光进行输出。进一步地，所述端面泵浦固体激光模块有一个或一个以上进行级联；所述侧面泵浦固体激光模块有一个或一个以上进行级联。进一步地，所述激光增益介质为稀土掺杂钒酸钇或者钇铝石榴石晶体；所述侧面泵浦激光晶体为稀土掺杂钇铝石榴石晶体。进一步地，所述皮秒种子源模块为使用了锁模技术或增益开关技术的皮秒种子激光器，且输出种子激光的频率可调谐或为固定值。进一步地，所述光纤放大模块包括：设置在所述选频模块一侧的第二泵浦源，用于输出泵浦光；在所述第二泵浦源一侧依次设置的泵浦合束器、掺杂光纤及光纤隔离器。所述泵浦合束器用于将泵浦源输出的泵浦光以及种子提供的信号光合束到所述掺杂光纤内；所述掺杂光纤用于增益介质，在泵浦光的作用下，将信号进行预放大；所述光纤隔离器用于放置预放大的信号光返回。。进一步地，所述脉冲激光器还包括：控制模块，分别与所述皮秒种子源模块、选频模块、光纤放大模块及固体放大模块连接，并控制所述皮秒种子源模块、选频模块、光纤放大模块及固体放大模块实现相应功能。进一步地，所述控制模块包括：稳压器，用于稳定所述皮秒种子源模块、选频模块、光纤放大模块及固体放大模块的电压；中控单元，用于控制所述皮秒种子源模块、选频模块、光纤放大模块及固体放大模块输出激光；供电单元，用于为所述皮秒种子源模块、选频模块、光纤放大模块及固体放大模块提供电源；激光调节单元，用于调节所述皮秒种子源模块、选频模块、光纤放大模块及固体放大模块输出的激光；热管理单元，用于监测所述皮秒种子源模块、选频模块、光纤放大模块及固体放大模块的温度及输出功率；监测反馈单元，用于将所述热管理单元检测的温度及输出功率反馈至可视化单元，以供工作人员查看。进一步地，所述选频模块为声光调制器，对输入的种子激光重复频率进行调节，实现种子激光重复频率的可调谐输出。本专利技术提供一种脉冲激光器，有益效果在于：通过使用皮秒种子源模块作为激光的种子源，结合选频模块，能够实现激光脉冲重复频率的控制，再使用光纤放大模块及固体放大模块，实现了功率的放大，从而使得在激光功率进行放大的过程中，可以放大到百瓦量级或数百瓦量级，因此拓展了激光器的应用范围。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例脉冲激光器的结构示意图；图2为本专利技术实施例脉冲激光器的光纤放大模块的结构示意图；图3为本专利技术实施例脉冲激光器的端面泵浦固体激光模块的结构示意图；图4为本专利技术实施例脉冲激光器的侧面泵浦固体激光模块的结构示意图；图5为本专利技术实施例脉冲激光器的控制模块的结构示意图。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，为一种脉冲激光器，包括：皮秒种子源模块1、选频模块2、至少一个的光纤放大模块3及固体放大模块(固体放大模块包括端面泵浦固体激光模块4及侧面泵浦固体激光模块5)；皮秒种子源模块1用于提供皮秒或亚皮秒脉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲激光器，其特征在于，包括：/n皮秒种子源模块、选频模块、至少一个的光纤放大模块及固体放大模块；/n所述皮秒种子源模块用于提供皮秒或亚皮秒脉宽的种子激光；/n所述选频模块设置在所述皮秒种子源模块输出种子激光的一侧，用于调控所述皮秒种子源模块的输出种子激光的脉冲频率；/n所述光纤放大模块设置在所述选频模块输出激光的一侧，用于对脉冲频率进行调控了的种子激光进行功率预放大；/n所述固体放大模块设置在所述光纤放大模块输出激光的一侧，用于对功率预放大的种子激光进行功率放大，以将经过固体放大模块的种子激光的功率放大至百瓦量级或数百瓦量级，所述数百瓦量级为种子激光大于百瓦小于千瓦的任意一个功率。/n

【技术特征摘要】
1.一种脉冲激光器，其特征在于，包括：
皮秒种子源模块、选频模块、至少一个的光纤放大模块及固体放大模块；
所述皮秒种子源模块用于提供皮秒或亚皮秒脉宽的种子激光；
所述选频模块设置在所述皮秒种子源模块输出种子激光的一侧，用于调控所述皮秒种子源模块的输出种子激光的脉冲频率；
所述光纤放大模块设置在所述选频模块输出激光的一侧，用于对脉冲频率进行调控了的种子激光进行功率预放大；
所述固体放大模块设置在所述光纤放大模块输出激光的一侧，用于对功率预放大的种子激光进行功率放大，以将经过固体放大模块的种子激光的功率放大至百瓦量级或数百瓦量级，所述数百瓦量级为种子激光大于百瓦小于千瓦的任意一个功率。


2.根据权利要求1所述的脉冲激光器，其特征在于，
所述固体放大模块包括：
端面泵浦固体激光模块及侧面泵浦固体激光模块；
所述端面泵浦固体激光模块用于将光纤放大模块输出激光的功率放大至百瓦量级；
所述侧面泵浦固体激光模块用于将所述端面泵浦固体激光模块输出激光的功率放大至数百瓦量级；
所述端面泵浦固体激光模块包括：
依次设置的第一泵浦源、泵浦光耦合系统、双色镜、激光增益介质及空间光隔离器；
所述第一泵浦源用于生成泵浦光，所述泵浦光用于对将经过了光纤放大模块的种子激光作为信号光进行放大；
所述泵浦光耦合系统设置在所述第一泵浦源输出泵浦光的一侧，用于将泵浦光耦合至所述激光增益介质；
所述双色镜的性质为对泵浦光高透，对信号光高反，设置在所述泵浦光耦合系统输出泵浦光的一侧，用于将所述信号光反射入激光增益介质；
所述激光增益介质设置在所述双色镜反射出信号光的方向，且设置在所述双色镜透过泵浦光的方向，用于对融合了泵浦光的信号光进行功率放大至百瓦量级；
所述光空间隔离器用于阻止增益介质输出的信号光的返回。


3.根据权利要求2所述的脉冲激光器，其特征在于，
所述侧面泵浦固体激光模块包括：
依次设置的信号光耦合镜、侧面泵浦激光晶体、半导体激光器阵列、耦合输出镜；
设置在所述端面泵浦固体激光模块光空间隔离器输出信号光一侧的信号光耦合镜，用于将所述光空间隔离器输出的信号光耦合入所述侧面泵浦激光晶体；
设置在所述信号光耦合镜输出信号光一侧的侧面泵浦激光晶体；
设置在所述侧面泵浦激光晶体上的泵浦半导体激光器阵列所述侧面泵浦激光晶体及所述泵浦半导体激光器阵列用于将信号光进行放大至数百瓦量级；
设置在所述侧面泵浦激光晶体输出信号光一侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮双琛，吕启涛，欧阳德钦，吴旭，陈业旺，阳其国，徐方华，刘敏秋，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：广东;44