一种基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高端激光领域，特别是涉及一种基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，产品的小型化和智能化成为了一种潮流，例如在尖端电子设备中要求更小的体积、更轻的重量、更低的材料成本，然而，高端的小型化的产品需要更高端的设备对其进行加工，皮秒激光器具有较好的加工性能，因此，皮秒光纤激光器便应运而生。
[0003]虽然皮秒光纤激光器具有较好的性能，但是在实际的应用中目前的皮秒光纤激光器的单脉冲激光的能量较低，结构和温度的稳定性较差，重频不可调，严重影响皮秒光纤激光器的加工性能，因此研发一种可以弥补上述缺点的高功率皮秒光纤激光器非常有必要。
【实用新型内容】
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器，沿激光产生和输出方向依次包括皮秒种子源、隔离器a、频率脉冲选择器、滤波器、合束器a、掺杂光纤a、隔离器b、掺杂光纤b、合束器b、模式匹配器和隔离器C，且依次连接，此外泵浦源a和合束器a相接，泵浦源b和合束器b相接，频率脉冲选择器从所述皮秒种子源筛选皮秒单脉冲或者皮秒脉冲串；掺杂光纤a和掺杂光纤b对选出的皮秒单脉冲或者皮秒脉冲串的输出功率进行一级放大和二级放大；泵浦源a和泵浦源b都是波长锁定的半导体激光器。
[0005]进一步的，所述的基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器，沿激光产生和输出方向依次包括皮秒种子源、隔离器a、频率脉冲选择器、滤波器、合束器a、掺杂光纤a、隔离器b、模式匹配器、合束器b、掺杂光纤b和隔离器C，此外泵浦源a和合束器a相接，泵浦源b和合束器b相接，所述频率脉冲选择器从所述皮秒种子源筛选皮秒单脉冲或者皮秒脉冲串；所述掺杂光纤a和掺杂光纤b对所述选出的皮秒单脉冲或者皮秒脉冲串的输出功率进行一级放大和二级放大；所述泵浦源a和泵浦源b都是波长锁定的半导体激光器。
[0006]进一步的，所述的基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器，隔离器c为双级隔离器或自由空间隔离器，其分别对应的掺杂光纤为大模场直径高掺杂双包层镱纤和掺杂光子晶体光纤。
[0007]进一步的，所述的基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器，皮秒种子源还包括泵浦源C、合束器C、掺杂光纤C、偏振控制模块a、偏振隔离器、偏振控制模块b，其中合束器C、掺杂光纤C、偏振控制模块a、偏振隔离器、偏振控制模块b共同构成环形腔，所述偏振隔离器设于偏振控制模块a和偏振控制模块b之间作为锁模元件，起到隔离和偏振的双重功能，偏振控制模块a用于使偏振隔离器输出光为线偏振光，偏振控制模块b用于使偏振隔离器输出光的线偏振光转化成椭圆偏振光。
[0008]进一步的，所述的基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器，偏振控制模块a沿激光传播方向依次包括准直器、1/2玻片、I/4玻片；偏振控制模块b沿激光传播方向依次包括1/4玻片和准直器。
[0009]进一步的，所述的基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器，偏振隔离器沿激光传播的方向依次设有分束器a、磁光晶体、1/2玻片和分束器b。
[0010]进一步的，所述的基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器，还包括滤光片，所述滤光片分别与所述分束器a、b连接，滤光片的参数可调。
[0011]进一步的，所述的基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器，皮秒种子源设于金属底板上，金属底板的下方设有TEC温控，皮秒种子源内部的光纤均通过胶水灌注固化。
[0012]采用本实用新型提供的一种基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器后，可以提高单脉冲激光的能量和脉冲种子源的结构和温度的稳定性，实现重频可调的功能。
【附图说明】
[0013]图1为一种基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器的反向泵放大光路图；
[0014]图2为一种基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器的正向泵放大光路图；
[0015]图3为皮秒种子源的结构示意图；
[0016]图4为皮秒种子源的结构模块局部示意图。
【具体实施方式】
[0017]为使本实用新型的技术方案更浅显易懂，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0018]参考图1所示一种基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器的反向泵放大光路图，沿激光产生和输出方向依次包括皮秒种子源(1)、隔离器a(2)、频率脉冲选择器(3)、滤波器(4)、合束器a (5)、掺杂光纤a (6)、隔离器b (7)、掺杂光纤b (8)、合束器b (9)、模式匹配器
(10)和隔离器C(Il)且依次连接，此外泵浦源a(12)和合束器a(5)相接，泵浦源b(13)和合束器b(9)相接。可以根据需要通过控制频率脉冲选择器(3)选出单脉冲或者脉冲串。经过频率脉冲选择器(3)后光功率为毫瓦级。后面一级放大用高掺杂光纤作为增益介质，得到瓦级的输出功率，二级放大分别采用大模场直径掺杂光纤或光子晶体掺杂光纤作为增益介质都得到了几十瓦级的皮秒脉冲激光。两级放大所用的泵浦源a(12)、泵浦源b(13)都是976nm波长锁定的半导体激光器，这种泵源波长稳定且有很高的泵浦效率。该方案采用的是反向泵的泵浦方式。
[0019]参考图2所示一种基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器的正向泵放大光路图，沿激光产生和输出方向依次包括皮秒种子源(1)、隔离器a(2)、频率脉冲选择器(3)、滤波器(4)、合束器a (5)、掺杂光纤a ￠)、隔离器b (7)、模式匹配器(10)合束器b (9)、掺杂光纤b⑶和隔离器C(Il)，此外泵浦源a(12)和合束器a(5)相接，泵浦源b(13)和合束器b (9)相接。可以根据需要通过控制频率脉冲选择器(3)选出单脉冲或者脉冲串。经过频率脉冲选择器(3)后光功率为毫瓦级。后面一级放大用高掺杂光纤作为增益介质，得到瓦级的输出功率，二级放大分别采用大模场直径掺杂光纤或光子晶体掺杂光纤作为增益介质都得到了几十瓦级的皮秒脉冲激光。两级放大所用的泵浦源a (12)、泵浦源b (13)都是976nm波长锁定的半导体激光器，这种泵源波长稳定且有很高的泵浦效率。该方案采用的是正向泵的泵浦方式。
[0020]其中反向泵的泵浦方式比正向泵的泵浦方式得到激光功率更高一些。
[0021]前述的频率脉冲选择器连接在皮秒种子源(I)之后，其主要是起到脉冲识别同步和可以选出单脉冲或脉冲串的作用。选出脉冲之后可以通过调节频率脉冲选择器(3)调节皮秒脉冲的重频，实现重频可调。调节重频可以进一步调节皮秒脉冲的单脉冲能量大小，这样就可以根据处理的材质的不同进行调节，达到最佳处理效果。
[0022]前述的基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器中，隔离器C(Il)为双级隔离器，掺杂光纤为大模场直径高掺杂双包层镱纤。实现激光的二级放大。
[0023]前述的基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器中，隔离器C(Il)为自由空间隔离器，掺杂光纤为掺杂光子晶体光纤。实现激光的二级放大。
[0024]二级放大分别米用大模场直径高掺杂双包层镱纤和掺杂光子晶体光纤两种光纤作为增益介质都得到了几十瓦的皮秒脉冲激光。
[0025]参考图3所示皮秒种子源的结构示意图，前述的基于偏振锁模的高功率皮秒光纤激光器中，皮秒种子源(I)包括泵浦源c (14)、合束器c (15)、掺杂光纤c (16)、偏振控制模块a (17)、偏振隔离器(18)、偏振控制模块b (19)，其中合束器c (15)、掺杂光纤c (16)、偏振控制模块a(17)、偏振隔离器(18)、偏振控制模块b (19)共同构成环形腔。偏振隔离器(18)设于偏振