一种MOPA激光器的脉宽调节方法及系统与流程

本发明涉及激光，尤其是指一种mopa激光器的脉宽调节方法及系统。

背景技术：

1、纳秒级激光源由于具有功率大、稳定性高且易实现等优点，在科学研究以及工业领域的许多方面应用广泛。近年来，随着激光技术的迅速发展，传统的单一脉宽激光输出在很多场合已经无法满足应用需求，因此，如何调节激光输出的脉宽已经成为一个越来越被重视的问题。

2、现有技术中调节mopa激光器的激光输出脉宽的方法主要有两种，一种是通过斩波的方法，即将mopa激光器输出的激光光束导入斩波器中，通过控制斩波器的开关时间调节激光光束被斩断的长度，由此得到不同脉冲宽度的激光输出，但是，这种方式往往伴随着巨大的能量损失，例如，将激光脉宽从100纳秒转变为20纳秒，只有原来输出的五分之一的能量可以被使用，而损耗的能量通过偏振片发射回谐振腔，又会影响整机的稳定，严重浪费了激光器的性能；另一种方法是电调制法，通过调制器件(光强调制器、相位调制器)对mopa激光器的输出信号进行调制，从而实现对脉宽的调节，这种方法对脉冲形状具有良好的控制能力，能够实现一定范围内的脉宽调节，也能够得到良好的激光特性，但是，其调制效果往往受调制器件的性能限制，由于调制器件的调制信号有限，导致无法实现脉宽的连续可调，而且通过额外的控制器实现对脉宽的精确控制，增加了系统的复杂性和成本。

3、综上所述，现有的mopa激光器的激光脉宽调节方法存在能量损耗大、无法对激光脉宽进行连续调节且成本高的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的mopa激光器的激光脉宽调节方法存在能量损耗大、成本高且无法对激光脉宽实现连续调节的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种mopa激光器的脉宽调节系统，包括：

3、种子源，用于发出种子光；

4、电控单元，与所述种子源相连，用于连续调节所述种子源的温度，改变所述种子源发出的种子光的脉冲中心波长，以便基于每次温度调节后的种子源发出的种子光得到不同脉冲中心波长的种子光；

5、泵浦源，用于发出泵浦光；

6、激光晶体，与所述种子源和所述泵浦源相连，用于吸收所述泵浦光并放大不同脉冲中心波长的种子光以输出与不同脉冲中心波长的种子光对应的激光；

7、主放单元，与所述激光晶体相连，用于对所述激光晶体输出的激光进行放大，输出与不同脉冲中心波长的种子光对应的脉宽连续可调的激光光束。

8、在本发明的一个实施例中，所述脉宽连续可调的激光光束的脉宽范围为300ps～2ns。

9、在本发明的一个实施例中，还包括电调制单元，与所述种子源相连，当所述主放单元输出的激光光束的脉宽为2ns时，所述电调制单元增大所述种子光的脉冲宽度，从而输出脉宽大于2ns的激光光束。

10、在本发明的一个实施例中，还包括预放单元，与所述种子源相连，用于对所述种子源发出的种子光进行预放大。

11、在本发明的一个实施例中，所述种子源发出的种子光为1064nm的窄线宽偏振光；所述泵浦源发出的泵浦光的波长为808nm、878nm或888nm。

12、在本发明的一个实施例中，所述激光晶体为nd：yv04激光晶体。

13、在本发明的一个实施例中，所述主放单元为掺镱光纤放大器、nd：yv04固体放大器和nd：yag固体放大器中的一种。

14、在本发明的一个实施例中，所述预放单元为掺镱光纤放大器。

15、在本发明的一个实施例中，当所述种子源为时，当所述种子源为coherentcmdfb1064a时，所述电控单元的温度调节范围为32℃～42℃。

16、本发明还提供了一种mopa激光器的脉宽调节方法，所述方法应用于上述的mopa激光器的脉宽调节系统中，包括：

17、利用电控单元连续调节种子源的温度，改变所述种子源发出的种子光的脉冲中心波长；

18、基于每次温度调节后的种子源发出的种子光得到不同脉冲中心波长的种子光；

19、将所述不同脉冲中心波长的种子光与泵浦源发出的泵浦光同时输入至激光晶体中，所述激光晶体吸收所述泵浦光并对所述不同脉冲中心波长的种子光进行放大，输出与所述不同脉冲中心波长的种子光对应的激光；

20、利用主放单元对所述激光晶体输出的激光进行放大，得到与所述不同脉冲中心波长的种子光对应的脉宽连续可调的激光光束。

21、本发明提供的mopa激光器的脉宽调节方法通过改变种子源的温度从而改变种子源输出的种子光的脉冲中心波长，使得种子光的脉冲中心波长偏离激光晶体的发射峰，通过将种子光和泵浦源发出的泵浦光输入至激光晶体中，使得位于脉冲前沿的信号增益明显小于或大于脉冲后沿的信号增益，从而改变输出激光的脉宽。另外，本申请通过连续调节种子源的温度可以得到不同脉冲中心波长的种子光，基于不同脉冲中心波长的种子光可以得到脉宽连续可调的激光光束，通过对种子源温度的连续调节实现了对激光脉宽的连续调节；除此之外，采用本申请提供的脉宽调节方法无需利用额外的控制器控制激光光束的脉宽。本申请提供的mopa激光器的脉宽调节方法不仅能量效率高、成本低，还可以实现激光脉宽的连续可调。

技术特征：

1.一种mopa激光器的脉宽调节系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的mopa激光器的脉宽调节系统，其特征在于，所述脉宽连续可调的激光光束的脉宽范围为300ps～2ns。

3.根据权利要求2所述的mopa激光器的脉宽调节系统，其特征在于，还包括电调制单元，与所述种子源相连，当所述主放单元输出的激光光束的脉宽为2ns时，所述电调制单元增大所述种子光的脉冲宽度，从而输出脉宽大于2ns的激光光束。

4.根据权利要求1所述的mopa激光器的脉宽调节系统，其特征在于，还包括预放单元，与所述种子源相连，用于对所述种子源发出的种子光进行预放大。

5.根据权利要求1所述的mopa激光器的脉宽调节系统，其特征在于，所述种子源发出的种子光为1064nm的窄线宽偏振光；所述泵浦源发出的泵浦光的波长为808nm、878nm或888nm。

6.根据权利要求1所述的mopa激光器的脉宽调节系统，其特征在于，所述激光晶体为nd：yv04激光晶体。

7.根据权利要求1所述的mopa激光器的脉宽调节系统，其特征在于，所述主放单元为掺镱光纤放大器、nd：yv04固体放大器和nd：yag固体放大器中的一种。

8.根据权利要求4所述的mopa激光器的脉宽调节系统，其特征在于，所述预放单元为掺镱光纤放大器。

9.根据权利要求1所述的mopa激光器的脉宽调节系统，其特征在于，当所述种子源为coherent cmdfb1064a时，所述电控单元的温度调节范围为32oc～42oc。

10.一种mopa激光器的脉宽调节方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-9任一项所述的mopa激光器的脉宽调节系统中，包括：

技术总结
本发明涉及一种MOPA激光器的脉宽调节方法及系统，属于激光技术领域。包括：种子源，用于发出种子光；电控单元，与种子源相连，用于连续调节种子源的温度，改变种子源发出的种子光的脉冲中心波长，基于每次温度调节后的种子源得到不同脉冲中心波长的种子光；泵浦源，用于发出泵浦光；激光晶体，与种子源和泵浦源相连，用于吸收泵浦光并放大不同脉冲中心波长的种子光；主放单元，与激光晶体相连，用于对激光晶体输出的激光进行放大，输出与不同脉冲中心波长的种子光对应的脉宽连续可调的激光光束。本发明提供的脉宽调节系统能量效率高且成本低，还可以实现激光光束脉宽的连续可调。

技术研发人员：常丽军,师红星,夏楠
受保护的技术使用者：苏州国顺激光技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15