发射器1由连续工作光纤激光器和声光晶体光开关组成，连续工作光纤激光器包括依次连接的第一栗浦源11、第一栗浦合束器12及掺杂增益介质的第一有源光纤13，在第一栗浦合束器12连接第一栗浦源11的一侧还设有全反光栅14，在第一有源光纤13的另一端设有低反光栅15，声光晶体光开关16设置在低反光栅15的输出端。
[0020]作为另一种实施例，如图4，脉冲激光发射器1是内置声光晶体光开关的调Q脉冲光纤激光器，包括依次连接的第一栗浦源11、第一栗浦合束器12及掺杂增益介质的第一有源光纤13，在第一栗浦合束器12连接第一栗浦源11的一侧还设有全反光栅14，在第一有源光纤13的另一端连接声光晶体光开关16，在声光晶体光开关16的输出端设有低反光栅15ο
[0021]进一步的，从声光晶体光开关16发出的正向光脉冲在进入第一脉冲光纤放大器3后会有反向光脉冲返回到脉冲激光发射器1，此时如果声光晶体光开关16的开门时间与第一光脉冲延时线2引入的延时时间相当(略大于或小于)或更小，反向光脉冲就可以被声光晶体光开关16阻断，不能进入到光纤激光发射器1的第一有源光纤13中，从而避免了正反向光脉冲在第一有源光纤13的对撞。因此，在设置上述第一光脉冲延时线2的同时，可以通过对声光晶体光开关16的开门时间进行设置，以进一步有效避免正反脉冲的对撞。并且，可以在一定程度上阻断反向脉冲进入第一有源光纤13，防止反向脉冲的放大。当声光晶体光开关16的开门时间极小时，也可以适当减小第一光脉冲延时线2的长度。
[0022]作为另一种实施例，如图1，该脉冲激光发射器1还可以采用半导体直接调制的脉冲激光种子源激光器。
[0023]进一步参考图1、3、4，第一脉冲光纤放大器3包括依次连接的第二栗浦源31、第二栗浦合束器31及掺杂增益介质的第二有源光纤33 ;第二栗浦合束器32连接第二栗浦源31的一端直接或间接连接第一光脉冲延时线2，第二有源光纤33的另一端直接或间接连接第二光脉冲延时线4。
[0024]具体的，上述脉冲激光发射器1可以为脉冲宽度为100ns的调Q 1064nm脉冲光纤激光器，脉冲频率为50KHz。连续工作光纤激光器采用915nm或者976nm半导体栗浦激光器和铒镱共掺有源双包层光纤。由声光晶体光开关16 (调制器)产生50KHz频率的脉冲宽度为50?150ns的光脉冲序列。脉冲光纤放大器3包括915nm或者976nm半导体栗浦激光器和铒镱共掺有源双包层光纤。第一光脉冲延时线2和第二光脉冲延时线4的长度为5-20米。激光输出端有抗反射的高功率隔离器5，减少从激光器外部返回的反射光。该脉冲激光器最终输出平均功率为50W，单脉冲能量为lmj，峰值功率为10KW。
[0025]本发明通过引入第一光脉冲延时线2，使来自脉冲激光发射器1的正向脉冲和被第一脉冲光纤放大器3反射的反向脉冲产生时间错位，二者不会在脉冲激光发射器1的有源光纤中相遇；通过引入第二光脉冲延时线4，即使将隔离器5的输出端面向全反射镜，反射回来的光脉冲也不足以导致第一脉冲光纤放大器3的有源光纤的断裂。一方面隔离器5减少了进入第一脉冲光纤放大器3的反射光功率，另一方面第二光脉冲延时线4使正反向脉冲产生了时间错位，避免了正反向光脉冲在第一脉冲光纤放大器3的有源光纤中对撞。
[0026]可以理解，该脉冲光纤激光器可以级联多个脉冲光纤放大器，即，在上述第一脉冲光纤放大器3之后依次连接至少一个第二脉冲光纤放大器，输出隔离器可以设置于最后一个第二脉冲光纤放大器之后。第一脉冲光纤放大器3连接的第二光脉冲延时线的另一端连接第一个第二脉冲光纤放大器，每相邻两个第二脉冲光纤放大器之间连接第三光脉冲延时线。每个光脉冲延时线均可防止其输出方向的物体反射的反向脉冲与其正向脉冲在前一级脉冲光纤放大器中对撞。
[0027]通过对含有第一、第二光脉冲延时线与无光脉冲延时线的脉冲光纤激光器进行试验比较，其差异是明显的，可见光脉冲延时线起到了有效的作用。同时，在20W平均输出功率、20KHz调制频率、100ns脉冲宽度的条件下进行了验证，对有光脉冲延时线和无光脉冲延时的上述20W调Q光纤激光器进行了比较试验，输出隔离器面向一光滑的铜板，不断改变光路入射到铜板的方向使反射光以不同的角度反射到脉冲光纤激光器中，无光脉冲延时线的脉冲光纤激光器几个小时内就会发生光纤断裂的情况，但是有光脉冲延时线的脉冲光纤激光器在几千小时的长时间连续工作状态下依然完好。
[0028]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种脉冲光纤激光器，包括脉冲激光发射器和第一脉冲光纤放大器，其特征在于，在所述脉冲激光发射器和第一脉冲光纤放大器之间连接有第一光脉冲延时线，在所述第一脉冲光纤放大器的输出端连接有第二光脉冲延时线；所述第一光脉冲延时线对所述脉冲激光发射器输出的第一正向脉冲及其经所述第一脉冲光纤放大器反射的第一反向脉冲进行延迟，防止所述第一正向脉冲和第一反向脉冲在所述脉冲激光发射器的有源光纤中对撞；所述第二光脉冲延时线对所述第一脉冲光纤放大器输出的第二正向脉冲及其经物体反射的第二反向脉冲进行延迟，防止所述第二正向脉冲和第二反向脉冲在所述第一脉冲光纤放大器的有源光纤中对撞。2.如权利要求1所述的脉冲光纤激光器，其特征在于，在所述第二光脉冲延时线的输出端连接有隔离器。3.如权利要求1所述的脉冲光纤激光器，其特征在于，所述第一光脉冲延时线或第二光脉冲延时线的长度L为:L多TC/ (2η)，所述Τ为脉冲激光发射器输出的光脉冲宽度，C为光速，η为所述第一光脉冲延时线或第二光脉冲延时线的折射率。4.如权利要求1或3所述的脉冲光纤激光器，其特征在于，所述第一光脉冲延时线的延时时间小于所述脉冲激光发射器的有源光纤中载流子的反转时间；所述第二光脉冲延时线的延时时间小于所述脉冲光纤放大器的有源光纤中载流子的反转时间。5.如权利要求1所述的脉冲光纤激光器，其特征在于，所述脉冲激光发射器包括连续工作光纤激光器和声光晶体光开关，所述声光晶体光开关的开门时间接近或小于与所述第一光脉冲延时线的延时时间，以阻断所述第一光脉冲延时线回传的反向脉冲进入所述脉冲激光发射器的有源光纤中。6.如权利要求5所述的脉冲光纤激光器，其特征在于，所述连续工作光纤激光器包括依次连接的第一栗浦源、第一栗浦合束器及掺杂增益介质的第一有源光纤，在所述第一栗浦合束器连接所述第一栗浦源的一侧还设有全反光栅，在所述第一有源光纤的另一端设有低反光栅，在所述低反光栅的输出端设有所述声光晶体光开关。7.如权利要求5所述的脉冲光纤激光器，其特征在于，所述连续工作光纤激光器包括依次连接的第一栗浦源、第一栗浦合束器及掺杂增益介质的第一有源光纤，在所述第一栗浦合束器连接所述第一栗浦源的一侧还设有全反光栅，在所述第一有源光纤的另一端连接所述声光晶体光开关，在所述声光晶体光开关的输出端设有低反光栅。8.如权利要求1所述的脉冲光纤激光器，其特征在于，所述脉冲激光发射器采用半导体直接调制的脉冲激光种子源激光器。9.如权利要求1所述的脉冲光纤激光器，其特征在于，所述第一脉冲光纤放大器包括依次连接的第二栗浦源、第二栗浦合束器及掺杂增益介质的第二有源光纤；所述第二栗浦合束器连接所述第二栗浦源的一端直接或间接连接所述第一光脉冲延时线，所述第二有源光纤的另一端直接或间接连接所述第二光脉冲延时线。10.如权利要求1所述的脉冲光纤激光器，其特征在于，在所述第一脉冲光纤放大器之后还级联至少一个第二脉冲光纤放大器，在每相邻两个第二脉冲光纤放大器之间设有第三光脉冲延时线。
【专利摘要】本发明适用于激光技术领域，提供了一种脉冲光纤激光器，包括脉冲激光发射器和脉冲光纤放大器，在二者之间连接第一光脉冲延时线，在脉冲光纤放大器的输出端连接第二光脉冲延时线；第一光脉冲延时线用于防止所述第一正向脉冲和第一反向脉冲在脉冲激光发射器的有源光纤中对撞；第二光脉冲延时线用于防止第二正向脉冲和第二反向脉冲在脉冲光纤放大器的有源光纤中对撞。本发明通过引入第一光脉冲延时线和第二光脉冲延时线，避免了正反脉冲在有源光纤中对撞，进而避免了反向光脉冲与正向脉冲竞争载流子，并且防止正反脉冲干涉而增加光的峰值功率，保护有源光纤。
【IPC分类】H01S3/067
【公开号】CN105322419
【申请号】CN201510084886
【发明人】董杰
【申请人】深圳市欧凌镭射科技有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年2月16日