【技术实现步骤摘要】
本申请涉及激光控制，特别地，涉及一种基于掺钕光纤的920nm飞秒脉冲光纤激光系统。
技术介绍
1、超快激光器在科学研究、工业生产、医学治疗等领域有着广泛的应用。波长作为激光器的重要参数之一，在一定程度上决定了激光器的应用领域。其中，波长为920nm的窄脉宽、高能量、宽光谱的飞秒脉冲在生物医学成像、太赫兹波产生、单量子点光源等领域有着重要应用。目前而言，920nm波段使用最广泛的激光器是钛蓝宝石固体激光器，但钛蓝宝石固体激光器和该波段的大多数光纤激光系统都存在着紧凑性和稳定性不足的问题。并且，该波段的光纤激光系统无法满足在窄脉宽的条件下实现高单脉冲能量的输出。因此，如何在920nm波段实现一种结构紧凑、稳定性好、脉冲宽度窄且单脉冲能量高的光纤激光系统是目前激光领域的一个难点。
技术实现思路
1、本申请提供了一种基于掺钕光纤的920nm飞秒脉冲光纤激光系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
2、本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。
3、根据本申请实施例的一个方面，提出了一种基于掺钕光纤的920nm飞秒脉冲光纤激光系统，所述基于掺钕光纤的920nm飞秒脉冲光纤激光系统包括：种子激光源系统、预啁啾系统、放大系统和压缩系统；所述种子激光源系统的输出端与所述预啁啾系统的输入端连接，所述预啁啾系统的输出端与所述放大系统的输入端连接，所述放大系统的输出端与所述压缩系统的输入端连接；
4、其中，所述种子激光源系统用于向所述预啁啾系统输出种子脉冲，所述预啁啾系统用于为所述种子脉冲附加预啁啾量，并向所述放大系统输出附加有所述预啁啾量的种子脉冲，以使得所述放大系统对所述附加有所述预啁啾量的种子脉冲进行光谱展宽和能量放大，并将光谱展宽和能量放大后的所述种子脉冲输入至所述压缩系统，以使所述压缩系统对光谱展宽和能量放大后的所述种子脉冲进行时域上的压缩并射出激光脉冲。
5、在本申请的一个实施例中，基于前述方案，所述预啁啾系统包括第一啁啾光纤布拉格光栅和环形器，所述环形器的第一端与所述种子激光源系统的输出端连接，所述环形器的第二端与所述第一啁啾光纤布拉格光栅的输入端连接，所述环形器的第三端与所述放大系统的输入端连接；
6、其中，所述环形器的第一端接收来自所述种子激光源系统输出的种子脉冲，并将所述种子脉冲通过所述环形器的第二端输入至所述第一啁啾光纤布拉格光栅，所述第一啁啾光纤布拉格光栅对接收到的所述种子脉冲进行所述预啁啾量的附加，并将附加所述预啁啾量之后的种子脉冲通过所述环形器的第三端输出至所述放大系统。
7、在本申请的一个实施例中，基于前述方案，所述种子激光源系统包括第二啁啾光纤布拉格光栅、单模808nm激光二极管、808nm隔离器、808/920nm波分复用器、单模掺钕光纤、第一920nm隔离器、光耦合器和非互易性相移器；所述808/920nm波分复用器的输出端和单模掺钕光纤的一端连接，所述单模掺钕光纤的另一端与所述光耦合器的第一端相连，所述光耦合器的第二端与所述第二啁啾光纤布拉格光栅的输入端连接；所述第二啁啾光纤布拉格光栅的输出端与所述第一920nm隔离器的输入端相连，所述第一920nm隔离器的输出端与所述环形器的第一端连接，作为所述种子激光源系统的输出端；所述非互易性相移器的输入端与所述光耦合器的第三端连接，所述非互易性相移器的输出端与所述808/920nm波分复用器的输入端相连，所述808/920nm波分复用器的输入端还与所述808nm隔离器的输出端相连；所述808nm隔离器的输入端与所述单模808nm激光二极管的输出端相连；所述单模808nm激光二极管作为泵浦源，所述光耦合器的第四端作为检测端。
8、在本申请的一个实施例中，基于前述方案，所述放大系统包括预放大单元和主放大单元，所述预放大单元的输入端与所述环形器的第三端连接，所述预放大单元的输出端与所述主放大单元的输入端连接；所述主放大单元的输出端与所述压缩系统的输入端连接。
9、在本申请的一个实施例中，基于前述方案，所述预放大单元包括第一多模808nm激光二极管、第一合束器、双包层w型掺钕光纤、第一泵浦功率剥离装置和第二920nm隔离器；所述第一合束器的输入端与所述第一多模808nm激光二极管的输入端以及所述环形器的第三端连接，所述第一合束器的输出端通过所述双包层w型掺钕光纤与所述第一泵浦功率剥离装置的输入端连接，所述第一泵浦功率剥离装置的输出端与所述第二920nm隔离器的输入端连接，所述第二920nm隔离器的输出端与所述主放大单元连接。
10、在本申请的一个实施例中，基于前述方案，所述主放大单元包括第二多模808nm激光二极管、第二合束器、20/80掺钕光纤和第二泵浦功率剥离装置；所述第二合束器的输入端与所述第二920nm隔离器的输出端以及所述第二多模808nm激光二极管的输出端连接；所述第二合束器的输出端与所述第二泵浦功率剥离装置的输入端通过所述20/80掺钕光纤相连，所述第二泵浦功率剥离装置的输出端与所述压缩系统的输入端连接。
11、在本申请的一个实施例中，基于前述方案，所述压缩系统包括准直器、第一反射镜、第二反射镜、二向色镜和透射光栅对，所述准直器、所述二向色镜、所述第二反射镜、所述透射光栅对以及所述第一反射镜依次间隔设置，所述准直器的输入端与所述第二泵浦功率剥离装置的输出端连接；
12、其中，从所述第二泵浦功率剥离装置的输出端所输出的种子脉冲依次经过所述准直器、所述二向色镜、所述透射光栅对、所述第一反射镜、所述透射光栅对以及所述第二反射镜，并由所述第二反射镜射出。
13、本申请的有益效果：
14、本申请可以通过种子激光源系统向所述预啁啾系统输出种子脉冲，并通过预啁啾系统为所述种子脉冲附加预啁啾量，向所述放大系统输出附加有所述预啁啾量的种子脉冲，以此在放大系统中实现所述附加有预啁啾量的种子脉冲的光谱展宽和能量放大。
15、在光谱展宽的条件下，根据光谱宽度与脉冲宽度之间存在的傅里叶变换关系，光谱宽度越宽，在时域上压缩后得到的脉冲宽度越窄。越窄的脉冲宽度意味着能量愈加集中。所以通过压缩系统对种子脉冲进行时域上的压缩，可以得到窄脉宽、高峰值功率的种子脉冲，进而解决了现有光纤激光技术在920nm波段无法在窄脉宽的条件下实现高单脉冲能量输出的技术问题。与此同时，本申请提出的基于掺钕光纤的920nm飞秒脉冲光纤激光系统的系统紧凑性和稳定性较高。因此，该系统能够为生物医学成像、太赫兹波产生、单量子点光源等领域的科学研究和实际应用提供更优质的光源。
16、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于掺钕光纤的920nm飞秒脉冲光纤激光系统，其特征在于，包括：种子激光源系统、预啁啾系统、放大系统和压缩系统；所述种子激光源系统的输出端与所述预啁啾系统的输入端连接，所述预啁啾系统的输出端与所述放大系统的输入端连接，所述放大系统的输出端与所述压缩系统的输入端连接；
2.根据权利要求1所述的基于掺钕光纤的920nm飞秒脉冲光纤激光系统，其特征在于，所述预啁啾系统包括第一啁啾光纤布拉格光栅和环形器，所述环形器的第一端与所述种子激光源系统的输出端连接，所述环形器的第二端与所述第一啁啾光纤布拉格光栅的输入端连接，所述环形器的第三端与所述放大系统的输入端连接；
3.根据权利要求2所述的基于掺钕光纤的920nm飞秒脉冲光纤激光系统，其特征在于，所述种子激光源系统包括第二啁啾光纤布拉格光栅、单模808nm激光二极管、808nm隔离器、808/920nm波分复用器、单模掺钕光纤、第一920nm隔离器、光耦合器和非互易性相移器；所述808/920nm波分复用器的输出端和单模掺钕光纤的一端连接，所述单模掺钕光纤的另一端与所述光耦合器的第一端相连，所述光耦合器的第二端
4.根据权利要求3所述的基于掺钕光纤的920nm飞秒脉冲光纤激光系统，其特征在于，所述放大系统包括预放大单元和主放大单元，所述预放大单元的输入端与所述环形器的第三端连接，所述预放大单元的输出端与所述主放大单元的输入端连接；所述主放大单元的输出端与所述压缩系统的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的基于掺钕光纤的920nm飞秒脉冲光纤激光系统，其特征在于，所述预放大单元包括第一多模808nm激光二极管、第一合束器、双包层W型掺钕光纤、第一泵浦功率剥离装置和第二920nm隔离器；所述第一合束器的输入端与所述第一多模808nm激光二极管的输入端以及所述环形器的第三端连接，所述第一合束器的输出端通过所述双包层W型掺钕光纤与所述第一泵浦功率剥离装置的输入端连接，所述第一泵浦功率剥离装置的输出端与所述第二920nm隔离器的输入端连接，所述第二920nm隔离器的输出端与所述主放大单元连接。
6.根据权利要求5所述的基于掺钕光纤的920nm飞秒脉冲光纤激光系统，其特征在于，所述主放大单元包括第二多模808nm激光二极管、第二合束器、20/80掺钕光纤和第二泵浦功率剥离装置；所述第二合束器的输入端与所述第二920nm隔离器的输出端以及所述第二多模808nm激光二极管的输出端连接；所述第二合束器的输出端与所述第二泵浦功率剥离装置的输入端通过所述20/80掺钕光纤相连，所述第二泵浦功率剥离装置的输出端与所述压缩系统的输入端连接。
7.根据权利要求6所述的基于掺钕光纤的920nm飞秒脉冲光纤激光系统，其特征在于，所述压缩系统包括准直器、第一反射镜、第二反射镜、二向色镜和透射光栅对，所述准直器、所述二向色镜、所述第二反射镜、所述透射光栅对以及所述第一反射镜依次间隔设置，所述准直器的输入端与所述第二泵浦功率剥离装置的输出端连接；
...【技术特征摘要】
1.一种基于掺钕光纤的920nm飞秒脉冲光纤激光系统，其特征在于，包括：种子激光源系统、预啁啾系统、放大系统和压缩系统；所述种子激光源系统的输出端与所述预啁啾系统的输入端连接，所述预啁啾系统的输出端与所述放大系统的输入端连接，所述放大系统的输出端与所述压缩系统的输入端连接；
2.根据权利要求1所述的基于掺钕光纤的920nm飞秒脉冲光纤激光系统，其特征在于，所述预啁啾系统包括第一啁啾光纤布拉格光栅和环形器，所述环形器的第一端与所述种子激光源系统的输出端连接，所述环形器的第二端与所述第一啁啾光纤布拉格光栅的输入端连接，所述环形器的第三端与所述放大系统的输入端连接；
3.根据权利要求2所述的基于掺钕光纤的920nm飞秒脉冲光纤激光系统，其特征在于，所述种子激光源系统包括第二啁啾光纤布拉格光栅、单模808nm激光二极管、808nm隔离器、808/920nm波分复用器、单模掺钕光纤、第一920nm隔离器、光耦合器和非互易性相移器；所述808/920nm波分复用器的输出端和单模掺钕光纤的一端连接，所述单模掺钕光纤的另一端与所述光耦合器的第一端相连，所述光耦合器的第二端与所述第二啁啾光纤布拉格光栅的输入端连接；所述第二啁啾光纤布拉格光栅的输出端与所述第一920nm隔离器的输入端相连，所述第一920nm隔离器的输出端与所述环形器的第一端连接，作为所述种子激光源系统的输出端；所述非互易性相移器的输入端与所述光耦合器的第三端连接，所述非互易性相移器的输出端与所述808/920nm波分复用器的输入端相连，所述808/920nm波分复用器的输入端还与所述808nm隔离器的输出端相连；所述808nm隔离器的输入端与所述单模808nm激光二极管的输出端相连；所述单模808nm激光二极管作为泵浦源，所述光耦合器的第四端作为检测端。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗智超，马文昊，李体鉴，刘萌，孙贺，杨兴勤，朱其彬，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。