6为1*4型光开关，包括一个输入端和四个输出端，输入端与单模光纤放大器输出端相接，可以实现光路的四路切换。第一路由第一光纤环形器7a和第一啁啾光纤光栅8a组成，第二路由第二光纤环形器7b和第二啁啾光纤光栅Sb组成，第三路由第三光纤环形器7c和第三啁啾光纤光栅8c组成，第四路由第四光纤环形器7d和第四啁啾光纤光栅8d组成；各光纤环形器包括光输入端、光输出端以及连接啁啾光纤光栅的连接端，光开关的输出端连接光纤环形器的输入端，光纤环形器通过输出端接入光纤耦合器9。上述四个啁啾光纤光栅具有固定带宽和正色散特性，但它们的色散系数不同，分别为50ps/nm、100ps/nm、400ps/nm、800ps/nm，可以直接通过光纤焊接的方式连接到放大光路中。四个不同色散系数的啁啾光纤光栅可实现四种不同脉宽输出，脉宽范围可覆盖几十皮秒到几百皮秒，本实例输出的激光脉宽分别约为40ps、55ps、145ps、265ps。光纤親合器9具有四个输入端和一个输出端，光纤环形器的输出端连接光纤親合器的输入端，光纤親合器9的输出端与第一双包层光纤放大器的光纤合束器11连接，光纤耦合器9输出的激光经第一双包层光纤放大器放大，提升脉冲能量。第一双包层光纤放大器由多模抽运半导体激光器10、光纤合束器11和第一掺镱双包层增益光纤12 (光纤纤芯直径为10 μ m，包层直径为125 μ m)组成；第一双包层光纤放大器的输出端通过高功率光纤隔离器13与声光调制器14输入端连接。声光调制器14通过发射不同重重复频率的射频信号，将输入的高重频的激光脉冲进行降频，可以将脉冲的重复频率降到10KHz、574KHz、IMHz、1MHz。如果再通过一级放大器就可以大幅度的提高单脉冲的能量。本实例的第二双包层光纤放大器由第二多模抽运半导体激光器15，泵浦合束器16和第二双包层掺镱增益光纤17 (光纤纤芯直径为30 μ m，包层直径为250 μ m)组成，泵浦合束器16与声光调制器14连接；第二双包层光纤放大器放大最终降频后的脉冲，进一步的提升脉冲能量。本实用新型根据需要，也可以设计成5-8种不同脉宽的输出。
【主权项】
1.一种脉宽可调重频可调的窄线宽全光纤超短脉冲放大系统，其特征是包括依次连接的窄线宽皮秒锁模激光振荡器、单模光纤放大器、第一光纤隔离器、可进行多路切换的光开关、多个连接啁啾光纤光栅的光纤环形器、光纤耦合器、第一双包层光纤放大器、第二光纤隔离器、可发射不同重复频率射频信号的声光调制器，其中各个光纤环形器的输入端分别与光开关的不同输出端连接，每个光纤环形器连接一个啁啾光纤光栅，各个啁啾光纤光栅的色散系数不同。
2.根据权利要求1所述的超短脉冲放大系统，其特征是声光调制器的输出端连接第二双包层光纤放大器。
3.根据权利要求1或2所述的超短脉冲放大系统，其特征是单模光纤放大器由单模抽运半导体激光器、光纤波分复用器和掺镱单模光纤组成，其中，光纤波分复用器的信号输入端与窄线宽皮秒锁模激光振荡器的输出端连接，光纤波分复用器的输出端通过掺镱单模光纤与第一光纤隔离器连接，单模抽运半导体激光器与光纤波分复用器的泵浦输入端连接。
4.根据权利要求3所述的超短脉冲放大系统，其特征是第一双包层光纤放大器由第一多模抽运半导体激光器、光纤合束器和第一双包层掺镱增益光纤组成，其中第一多模抽运半导体激光器与光纤合束器连接，光纤合束器的输入端与光纤耦合器的输出端连接，光纤合束器的输出端通过第一双包层掺镱增益光纤与第二光纤隔离器连接。
5.根据权利要求2所述的超短脉冲放大系统，其特征是单模光纤放大器由单模抽运半导体激光器、光纤波分复用器和掺镱单模光纤组成，其中，光纤波分复用器的信号输入端与窄线宽皮秒锁模激光振荡器的输出端连接，光纤波分复用器的输出端通过掺镱单模光纤与第一光纤隔离器连接，单模抽运半导体激光器与光纤波分复用器的泵浦输入端连接；第一双包层光纤放大器由第一多模抽运半导体激光器、光纤合束器和第一双包层掺镱增益光纤组成，其中第一多模抽运半导体激光器与光纤合束器的泵浦输入端连接，光纤合束器的信号输入端与光纤耦合器的输出端连接，光纤合束器的输出端通过第一双包层掺镱增益光纤与第二光纤隔离器连接；第二双包层光纤放大器由第二多模抽运半导体激光器、泵浦合束器和第二双包层掺镱增益光纤组成，其中第二多模抽运半导体激光器与泵浦合束器的泵浦输入端连接，光纤合束器的输出端连接第二双包层掺镱增益光纤。
6.根据权利要求5所述的超短脉冲放大系统，其特征是第一掺镱双包层增益光纤的纤芯直径为10 μ m，包层直径为125 μ m，第二双包层掺镱增益光纤的纤芯直径为30 μ m，包层直径为250 μπι。
【专利摘要】本实用新型属于激光技术领域，是一种脉宽可调重频可调的窄线宽全光纤超短脉冲放大系统，该放大系统包括依次连接的窄线宽皮秒锁模激光振荡器、单模光纤放大器、第一光纤隔离器、可进行多路切换的光开关、多个连接啁啾光纤光栅的光纤环形器、光纤耦合器、第一双包层光纤放大器、第二光纤隔离器、可发射不同重复频率射频信号的声光调制器和第二双包层光纤放大器，其中各个光纤环形器的输入端分别与光开关的不同输出端连接，每个光纤环形器连接一个啁啾光纤光栅，各个啁啾光纤光栅的色散系数不同。本实用新型可以根据需要输出不同脉宽和不同重复频率的高能量超短脉冲激光。
【IPC分类】H01S3-0941, H01S3-067, G02F1-39, H01S3-10
【公开号】CN204315906
【申请号】CN201420764163
【发明人】李峰, 杨直, 张挺, 王屹山
【申请人】中国科学院西安光学精密机械研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月5日