一種高功率納秒、皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉光電技術(shù)領(lǐng)域，尤指提供一種高功率納秒、皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高功率納秒、皮秒脈沖光纖激光器具有光束質(zhì)量好、脈沖寬度窄、可對(duì)材料“7令”燒灼、可靠性高、易于集成以及其無需復(fù)雜的維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到市場越來越多的關(guān)注，尤其是微細(xì)尺度材料加工領(lǐng)域。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，主要通過主控振蕩-放大(MOPA)方法來獲得高峰值功率的納秒、皮秒脈沖，種子源MO—般采用響應(yīng)速度快的調(diào)制半導(dǎo)體激光器來產(chǎn)生脈沖寬度為納秒、皮秒量級(jí)的種子光，種子光注入到放大級(jí)PA中進(jìn)行放大。采用短脈沖驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器雖然可以獲得短脈沖激光，但是脈沖寬度較窄，若不加處理則會(huì)在再放大時(shí)使脈沖展寬、噪聲增強(qiáng)，限制了激光器峰值功率的提高。同時(shí)，脈沖形狀難以調(diào)節(jié)，抗反饋光能力差。
[0004]激光器長時(shí)間使用過程中栗浦半導(dǎo)體激光器等器件受溫度影響會(huì)出現(xiàn)功率波動(dòng)，直接影響到激光器輸出功率的穩(wěn)定性，激光器加工工藝效果一致性、完整性等不能達(dá)到要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種高功率納秒、皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)。
[0006]為達(dá)成上述目的，本發(fā)明應(yīng)用的技術(shù)方案是:提供了一種高功率納秒、皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)，其包括控制電路系統(tǒng)及其分別連接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)相連，還包括與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連且接受驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制的種子源、聲光調(diào)制器、預(yù)放大級(jí)、主放大級(jí)以及與反饋系統(tǒng)相連且向反饋系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)的脈沖信號(hào)光監(jiān)控器和功率監(jiān)控器，其中:驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)種子源輸出連續(xù)種子激光或輸出脈沖激光，連續(xù)種子光經(jīng)聲光調(diào)制器后變?yōu)槊}沖信號(hào)激光，脈沖信號(hào)激光的少量光傳輸?shù)竭_(dá)脈沖信號(hào)光監(jiān)控器，而大量光經(jīng)光隔離器注入到預(yù)放大級(jí)，再依次通過窄帶濾波器、紅光耦合件及主放大級(jí)，主放大級(jí)輸出的大量光從輸出光隔離器輸出，少量光到達(dá)功率監(jiān)控器，此時(shí)脈沖信號(hào)光監(jiān)控器及功率監(jiān)控器將采集到的信號(hào)發(fā)送給反饋系統(tǒng)并由反饋系統(tǒng)反饋到控制電路系統(tǒng)。
[0007]在本實(shí)施例中優(yōu)選，種子源為快速響應(yīng)的增益開關(guān)型半導(dǎo)體激光器;驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生連續(xù)電流驅(qū)動(dòng)種子源連續(xù)信號(hào)光，或者產(chǎn)生脈沖電流驅(qū)動(dòng)種子源輸出脈沖信號(hào)光，信號(hào)光脈寬分為納秒種子源和皮秒種子源。
[0008]在本實(shí)施例中優(yōu)選，種子源包括半導(dǎo)體栗浦源、摻雜光纖、光纖光柵及耦合器;驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體栗浦源使種子源部分產(chǎn)生1064nm±2nm連續(xù)激光，或者驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體栗浦源使種子源部分產(chǎn)生1064nm±2nm納秒量級(jí)脈沖激光。
[0009]在本實(shí)施例中優(yōu)選，預(yù)放大級(jí)包括摻雜光纖、半導(dǎo)體栗浦源及光隔離器，主放大級(jí)包括半導(dǎo)體栗浦源、雙包層增益光纖、耦合器及模式適配器MFA，預(yù)放大級(jí)與主放大級(jí)采用正向栗浦方式。
[0010]在本實(shí)施例中優(yōu)選，預(yù)放大級(jí)不限于單級(jí)放大，當(dāng)預(yù)放大級(jí)為I級(jí)以上，級(jí)之間需加入光隔離器，或者利用分光器件共用一個(gè)半導(dǎo)體栗浦源，同樣主放大級(jí)數(shù)不限于單級(jí)放大，根據(jù)功率輸出需求，在主放大級(jí)后增加主放大級(jí)。
[0011]在本實(shí)施例中優(yōu)選，預(yù)防大級(jí)、主放大級(jí)均不局限于正向栗浦方式。
[0012]在本實(shí)施例中優(yōu)選，脈沖信號(hào)光監(jiān)控器通過分束器分出少量光用于監(jiān)控信號(hào)光頻率及脈沖寬度;功率監(jiān)控器通過分束器分出少量光用于激光功率監(jiān)控器。
[0013]在本實(shí)施例中優(yōu)選，功率監(jiān)控器包括帶尾纖的光電二極管，并利用光電二極管將采集到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。
[0014]在本實(shí)施例中優(yōu)選，紅光耦合件包括耦合器及紅光二極管。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益的效果:
[0016]—是高功率納秒、皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)采用全光纖系統(tǒng)，能有效提高系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性；
[0017]二是高功率皮納秒、皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)利用聲光調(diào)制器占空比調(diào)節(jié)脈沖光的脈沖寬度、通過調(diào)節(jié)聲光上升沿來調(diào)節(jié)脈沖形狀，同時(shí)具有抗反饋光干擾的作用，提高了系統(tǒng)的可靠性。窄帶濾波器和模式適配器提高激光器的光束質(zhì)量、并有效地抑制摻雜光纖內(nèi)的非線性效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高功率納秒、皮秒脈沖激光輸出；
[00? 8] 二是尚峰值功率納秒、皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)具有紅光指不的功能，箱此提尚系統(tǒng)的可操作性和安全性；
[0019]四是高功率皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)具有脈沖信號(hào)光實(shí)時(shí)監(jiān)控功能和輸出功率動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的功能。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)方框結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，而不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0023]在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“內(nèi)”、“外”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0024]請(qǐng)參閱圖1并結(jié)合參閱圖2所示，圖2是高功率納秒、皮秒脈沖光纖激光器系統(tǒng)的方框結(jié)構(gòu)示意圖。圖中包括種子源1、聲光調(diào)制器2、脈沖信號(hào)光監(jiān)控器3、光隔離器4、預(yù)放大級(jí)
5、窄帶濾波器6、紅光耦合件7、主放大級(jí)8、功率監(jiān)控器9、輸出光隔離器10、電路控制系統(tǒng)11和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)12以及反饋系統(tǒng)13;其中:電路控制系統(tǒng)11分別與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)12和反饋系統(tǒng)13相連，
[0025]電路控制系統(tǒng)11分別與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)12和反饋系統(tǒng)13相連，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)12控制種子源1、聲光調(diào)制器2、預(yù)放大級(jí)5、主放大級(jí)8;驅(qū)動(dòng)