飞秒激光种子源装置及紫外飞秒激光器的制作方法

本申请涉及激光器，特别涉及一种飞秒激光种子源装置及紫外飞秒激光器。

背景技术：

1、由于激光加工技术具有无污染、加工效率高、精度高等特点，因此被广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金行业。同时，用于产生激光的激光器也在相应地快速发展，其中，光纤激光器由于具有空间紧凑、稳定性高、散热性能好等特点，使得光纤激光器的市场占有率逐渐提升。

2、现阶段的光纤飞秒激光器，为了实现自启动锁模，增加了腔长，但是这也造成了色散的增加，从而导致脉宽增加，致使光纤飞秒激光器发出的激光的脉宽无法达到飞秒级。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种飞秒激光种子源装置及紫外飞秒激光器，能补偿腔内产生的色散。

2、为实现上述目的，第一方面，本申请实施例提供一种飞秒激光种子源装置，所述飞秒激光种子源装置包括第一泵浦源、第一波分复用器、第一掺镱光纤、单模保偏光纤、非互易相移器、第一大啁啾光纤光栅和第一隔离器；

3、所述第一泵浦源、所述第一波分复用器、所述第一掺镱光纤、所述非互易相移器和所述第一大啁啾光纤光栅依次连接；所述单模保偏光纤的两端分别与所述第一波分复用器和所述非互易相移器连接；所述第一隔离器与所述非互易相移器连接；

4、其中，所述第一大啁啾光纤光栅用于补偿色散，所述第一大啁啾光纤光栅补偿色散后的光束干涉后从所述第一隔离器射出。

5、在第一方面的一些可能的实施方式中，所述非互易相移器包括沿光路依次设置的第一偏振分光棱镜、第一法拉第旋光镜、λ/4波片、第二法拉第旋光镜和第二偏振分光棱镜，所述第一偏振分光棱镜与所述第一掺镱光纤和所述单模保偏光纤连接，所述第二偏振分光棱镜与所述第一大啁啾光纤光栅连接，所述第一隔离器与所述第二偏振分光棱镜连接。

6、在第一方面的一些可能的实施方式中，所述飞秒激光种子源装置还包括：

7、泵浦保护器，所述泵浦保护器连接于所述第一泵浦源和所述第一波分复用器之间。

8、第二方面，本申请实施例提供一种紫外飞秒激光器，所述紫外飞秒激光器包括：

9、如上述任意一项技术方案所述的飞秒激光种子源装置；

10、倍频装置，所述倍频装置与所述第一隔离器连接，所述倍频装置用于输出紫外飞秒激光。

11、在第二方面的一些可能的实施方式中，所述紫外飞秒激光器还包括：

12、功率放大装置，所述功率放大装置连接于所述第一隔离器与所述倍频装置之间。

13、在第二方面的一些可能的实施方式中，所述功率放大装置为多级放大装置。

14、在第二方面的一些可能的实施方式中，所述功率放大装置包括依次连接的预放大单元、一级放大单元、二级放大单元和光子晶体放大单元，所述预放大单元与所述第一隔离器连接，所述光子晶体放大单元与所述倍频装置连接。

15、在第二方面的一些可能的实施方式中，所述预放大单元包括依次连接的第二泵浦源、第二波分复用器、第二掺镱光纤和第二隔离器，所述第二波分复用器与所述第一隔离器连接，所述第二隔离器与所述一级放大单元连接；

16、所述一级放大单元包括依次连接的第三泵浦源、第三波分复用器、第三掺镱光纤和第三隔离器，所述第三波分复用器与所述预放大单元连接，所述第三隔离器与所述二级放大单元连接；

17、所述二级放大单元包括依次连接的第四泵浦源、第四波分复用器、第四掺镱光纤和第四隔离器，所述第四波分复用器与所述一级放大单元连接，所述第四隔离器与所述倍频装置连接。

18、在第二方面的一些可能的实施方式中，所述预放大单元还包括声光调声器，所述声光调声器连接于所述第二隔离器与所述一级放大单元之间。

19、在第二方面的一些可能的实施方式中，所述光子晶体放大单元包括依次连接的第五泵浦源、第一准直透镜、二向色镜、聚焦透镜、光子晶体和第二准直透镜，所述二向色镜与所述二级放大单元连接，所述第二准直透镜与所述倍频装置连接。

20、在第二方面的一些可能的实施方式中，所述紫外飞秒激光器还包括：

21、脉冲展宽单元，所述脉冲展宽单元连接于所述第一隔离器与所述功率放大装置之间；

22、脉冲压缩单元，所述脉冲压缩单元连接于所述功率放大装置与所述倍频装置之间。

23、本申请实施例提供的飞秒激光种子源装置及紫外飞秒激光器的第一泵浦源、第一波分复用器、第一掺镱光纤、非互易相移器和第一大啁啾光纤光栅依次连接，并且单模保偏光纤的两端分别与第一波分复用器和非互易相移器连接，以用于产生激光，并且该空间布局可以使得输出的激光更稳定；非互易相移器用于产生附加相移，第一大啁啾光纤光栅用于补偿色散，以对脉宽进行压缩，使得经过第一大啁啾光纤光栅进行色散补偿后的激光干涉后从第一隔离器位置处射出；由于通过第一大啁啾光纤光栅对脉宽进行了色散补偿，使得从第一隔离器发射的激光脉宽达到飞秒级。

技术特征：

1.一种飞秒激光种子源装置，其特征在于，所述飞秒激光种子源装置包括第一泵浦源、第一波分复用器、第一掺镱光纤、单模保偏光纤、非互易相移器、第一大啁啾光纤光栅和第一隔离器；

2.如权利要求1所述的飞秒激光种子源装置，其特征在于，所述非互易相移器包括沿光路依次设置的第一偏振分光棱镜、第一法拉第旋光镜、λ/4波片、第二法拉第旋光镜和第二偏振分光棱镜，所述第一偏振分光棱镜与所述第一掺镱光纤和所述单模保偏光纤连接，所述第二偏振分光棱镜与所述第一大啁啾光纤光栅连接，所述第一隔离器与所述第二偏振分光棱镜连接。

3.如权利要求2所述的飞秒激光种子源装置，其特征在于，所述飞秒激光种子源装置还包括：

4.一种紫外飞秒激光器，其特征在于，所述紫外飞秒激光器包括：

5.如权利要求4所述的紫外飞秒激光器，其特征在于，所述紫外飞秒激光器还包括：

6.如权利要求5所述的紫外飞秒激光器，其特征在于，所述功率放大装置为多级放大装置。

7.如权利要求5所述的紫外飞秒激光器，其特征在于，所述功率放大装置包括依次连接的预放大单元、一级放大单元、二级放大单元和光子晶体放大单元，所述预放大单元与所述第一隔离器连接，所述光子晶体放大单元与所述倍频装置连接。

8.如权利要求7所述的紫外飞秒激光器，其特征在于，所述预放大单元包括依次连接的第二泵浦源、第二波分复用器、第二掺镱光纤和第二隔离器，所述第二波分复用器与所述第一隔离器连接，所述第二隔离器与所述一级放大单元连接；

9.如权利要求8所述的紫外飞秒激光器，其特征在于，所述预放大单元还包括声光调声器，所述声光调声器连接于所述第二隔离器与所述一级放大单元之间。

10.如权利要求7所述的紫外飞秒激光器，其特征在于，所述光子晶体放大单元包括依次连接的第五泵浦源、第一准直透镜、二向色镜、聚焦透镜、光子晶体和第二准直透镜，所述二向色镜与所述二级放大单元连接，所述第二准直透镜与所述倍频装置连接。

11.如权利要求5至10任意一项所述的紫外飞秒激光器，其特征在于，所述紫外飞秒激光器还包括：

技术总结
本申请适用于激光器技术领域，提供一种飞秒激光种子源装置及紫外飞秒激光器，该飞秒激光种子源装置包括第一泵浦源、第一波分复用器、第一掺镱光纤、单模保偏光纤、非互易相移器、第一大啁啾光纤光栅和第一隔离器；第一泵浦源、第一波分复用器、第一掺镱光纤、非互易相移器和第一大啁啾光纤光栅依次连接；单模保偏光纤的两端分别与第一波分复用器和非互易相移器连接；第一隔离器与非互易相移器连接。本申请实施例通过第一大啁啾光纤光栅对腔内色散进行补偿，使得从第一隔离器发射的激光脉宽达到飞秒级。

技术研发人员：赵显锋,金艳丽,李育俊,高云峰
受保护的技术使用者：大族激光科技产业集团股份有限公司
技术研发日：20230317
技术公布日：2024/1/13