一种高重频脉冲激光器制造技术

本申请公开了一种高重频脉冲激光器，其包括脉冲合束单元、放大器以及至少两个激光发生单元：各所述激光发生单元分别输出同一波长的种子光，且各束种子光在时序上错位互补；所述脉冲合束单元分别与每个激光发生单元相连，将各激光发生单元输出的种子光合束，生成的合束脉冲通过单模光纤或少模光纤传输至放大器；所述放大器与脉冲合束单元的输出侧相连，将所述合束脉冲进行放大，得到重频脉冲激光；本实用新型专利技术具有结构简单、成本低、重复频率高、脉冲稳定、光束质量好等优点，可以更好地应用于需要高重复频率，高脉冲能量和高光束质量激光的科研、工业等领域。工业等领域。工业等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种高重频脉冲激光器


[0001]本申请涉及光纤激光器
，更具体地，涉及一种高重频脉冲激光器。

技术介绍

[0002]脉冲激光器在工业加工、光通信、军事、医疗、激光印刷等领域中有着广泛的应用。目前工业上运用最多的脉冲激光器之一是MOPA结构的声光调Q型脉冲激光器，其可以获得脉宽为几十到百纳秒量级、峰值功率为千瓦量级、脉冲能量为毫焦量级的脉冲激光。然而为了保证脉冲稳定性，单个声光调Q振荡器的重复频率一般只能达到100千赫兹左右。
[0003]为了得到更高重复频率的高脉冲能量激光输出，目前的脉冲激光器主要是采用激光功率合束的方案，将多个脉冲激光器放大级后端与激光功率合束器输入端连接，以获得合束脉冲激光输出。这种方式虽然可以得到高平均功率的脉冲激光，但是由于激光功率合束器输出端一般为大纤芯的多模光纤，所以最终输出的激光为多模激光，光束质量较差，亮度较低，只能应用于一些对光束质量要求不高的场景下，且这种方案还具有成本高，结构复杂等缺点。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本技术提供了一种高重频脉冲激光器，旨在解决传统脉冲激光器重复频率低，以及激光功率合束脉冲激光器光束质量差、成本高、结构复杂等缺点。
[0005]为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种高重频脉冲激光器，其特征在于，包括脉冲合束单元、放大器以及至少两个激光发生单元：
[0006]各所述激光发生单元分别输出同一波长的种子光，且各束种子光在时序上错位互补；
[0007]所述脉冲合束单元分别与每个激光发生单元相连，将各激光发生单元输出的种子光合束，生成的合束脉冲通过单模光纤或少模光纤传输至放大器；
[0008]所述放大器与脉冲合束单元的输出侧相连，将所述合束脉冲进行放大，得到重频脉冲激光。
[0009]优选的，上述高重频脉冲激光器中，其激光发生单元包括射频信号发生器和脉冲振荡器，所述脉冲振荡器的谐振腔内部设置有调制器件；
[0010]所述射频信号发生器与调制器件连接，将形成的射频信号输入调制器件内；
[0011]所述调制器件对谐振腔的Q值进行调制，在调制器件的作用下，脉冲振荡器将射频信号发生器输出的射频信号调制为种子光。
[0012]优选的，上述高重频脉冲激光器中，其调制器件为声光调制器或电光调制器。
[0013]优选的，上述高重频脉冲激光器还包括隔离器；
[0014]所述隔离器与放大器的输出侧相连，将放大器生成的重频脉冲激光隔离输出。
[0015]优选的，上述高重频脉冲激光器包括四个激光发生单元；
[0016]脉冲合束单元将各激光发生单元输出的四路同一波长的种子光合束，形成合束脉冲。
[0017]优选的，上述高重频脉冲激光器中，其脉冲合束单元为光纤耦合器。
[0018]优选的，上述高重频脉冲激光器中，其脉冲合束单元为空间耦合光路，所述空间耦合光路中包括准直镜、耦合镜和聚焦镜；
[0019]每个激光发生单元输出侧的第一光路上依次设置有所述准直镜和耦合镜，各耦合镜沿与所述第一光路相交的第二光路上间隔设置，且每个耦合镜对沿第一光路传输的种子光全反射，并透射沿所述第二光路方向传输的种子光；
[0020]每个激光发生单元输出的种子光经准直镜聚焦后到达对应的耦合镜，被耦合镜反射至所述第二光路上，各束种子光在第二光路上合束形成合束脉冲；所述聚焦镜将合束脉冲聚焦后输出至放大器。
[0021]优选的，上述高重频脉冲激光器中，其耦合镜靠近准直镜的一侧设置有反射膜。
[0022]优选的，上述高重频脉冲激光器中，其耦合镜靠近准直镜的一侧设置有反射膜，远离准直镜的一侧设置有透射膜。
[0023]优选的，上述高重频脉冲激光器中，其放大器包含多级放大结构，各级放大结构的增益介质为有源双包层光纤。
[0024]优选的，上述高重频脉冲激光器中，其隔离器为光纤
‑
自由空间型隔离器。
[0025]总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0026]本技术提供的高重频脉冲激光器，多路激光发生单元分别输出同一波长的种子光，且各束种子光在时序上错位互补；由脉冲合束单元对多路种子光进行合束后通过单模光纤或少模光纤传输至放大器进行功率放大，得到高能量、高质量的高重频激光；本方案具有结构简单、成本低、重复频率高、脉冲稳定、光束质量好等优点，可以更好地应用于需要高重复频率，高脉冲能量和高光束质量激光的科研、工业等领域。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0028]图1为本实施例提供的高重频脉冲激光器结构示意图；
[0029]图2为本实施例提供的脉冲合束单元的一种组成结构示意图；
[0030]图3为本实施例提供的脉冲合束单元的另一种组成结构示意图；
[0031]图4为本实施例提供的合束脉冲的脉冲序列示意图。
具体实施方式
[0032]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0033]本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变
形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
[0034]本方案提供的高重频脉冲激光器中包括至少两个激光发生单元、脉冲合束单元、以及放大器：
[0035]其中，各激光发生单元分别输出同一波长的种子光，且各束种子光在时序上错位互补；脉冲合束单元分别与每个激光发生单元相连，将各激光发生单元输出的种子光合束，生成的合束脉冲通过单模光纤或少模光纤传输至放大器；放大器与脉冲合束单元的输出侧相连，将所述合束脉冲进行放大，得到重频脉冲激光。
[0036]作为一个优选的实施例，通过一主控单元来控制每个激光发生单元输出的种子光的时序，从而实现各束种子光在时序上的错位互补；该主控单元分别与每个激光发生单元的输入侧相连。
[0037]脉冲合束单元的输出侧通过单模光纤或少模光纤与放大器相连，最终输出单模激光或少模激光，经放大器放大之后，可获得高重频、高质量的激光。单模光纤的纤芯直径在10μm以下，少模光纤的纤芯直径在30μm以下。
[0038]进一步优选的，放大器中包含多级放大结构，每级放大结构可以为独立的激光放大器，通过对脉冲合束单元输出的合束脉冲进行多级功率放大，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高重频脉冲激光器，其特征在于，包括至少两个激光发生单元、脉冲合束单元、放大器和隔离器：各所述激光发生单元分别输出同一波长的种子光，且各束种子光在时序上错位互补；所述脉冲合束单元分别与每个激光发生单元相连，将各激光发生单元输出的种子光合束，生成的合束脉冲通过单模光纤或少模光纤传输至放大器；所述放大器与脉冲合束单元的输出侧相连，将所述合束脉冲进行放大，得到重频脉冲激光；所述隔离器与放大器的输出侧相连，将放大器生成的重频脉冲激光隔离输出。2.如权利要求1所述的高重频脉冲激光器，其特征在于，所述激光发生单元包括射频信号发生器和脉冲振荡器，所述脉冲振荡器的谐振腔内部设置有调制器件；所述射频信号发生器与调制器件连接，将形成的射频信号输入调制器件内；所述调制器件对谐振腔的Q值进行调制。3.如权利要求2所述的高重频脉冲激光器，其特征在于，所述调制器件为声光调制器或电光调制器。4.如权利要求1至3任一项所述的高重频脉冲激光器，其特征在于，包括四个激光发生单元；脉冲合束单元将各激光发生单元输出的四路同一波长的种子光合束，形成合束脉冲。5.如权利要求1至3任一项所述的高重频脉冲激光器，其特征在于，所述脉...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳书展，
申请(专利权)人：武汉帝尔激光科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：