一種超短脈沖激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型涉及高功率激光器技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種超短脈沖激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]高功率超短脈沖激光在大氣中傳輸時，當脈沖激光峰值功率達到自聚焦閾值時，將會產(chǎn)生自聚焦效應(yīng)。自聚焦效應(yīng)能夠補償衍射效應(yīng)，在傳輸過程中使激光光束聚焦至非常小的空間尺度，從而達到非常高的功率密度，甚至能夠擊穿大氣。擊穿大氣之后，激光難以繼續(xù)高效傳輸。超短脈沖激光的自聚焦效應(yīng)能夠克服高功率激光大氣傳輸時的衍射效應(yīng)，獲得非常高的功率密度，但同時也限制了激光的傳輸距離。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種超短脈沖激光器，本實用新型的激光器輸出的超短脈沖激光具有負的初始啁啾量，由于大氣具有正色散，該激光在大氣中傳輸時不斷被壓縮，峰值功率不斷增大，通過控制初始啁啾量，在目標距離處達到自聚焦閾值，在自聚焦焦點附近獲得較小的光斑面積和較高的功率密度，從而達到在遠距離實現(xiàn)高功率密度且傳輸距離可控的目的。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：
[0005]—種超短脈沖激光器，包括:鎖模振蕩器、展寬器、2個放大器、壓縮器和控制器，按照所述鎖模振蕩器產(chǎn)生的激光的傳輸路徑依次排列為:放大器、展寬器、放大器和壓縮器，所述控制器與所述展寬器或壓縮器連接。
[0006]進一步，所述展寬器為啁啾光纖光柵、面光柵對或體光柵。
[0007]進一步，所述壓縮器為面光柵對或體光柵。
[0008]—種超短脈沖激光器，包括:鎖模振蕩器、放大器、啁啾調(diào)制器和控制器，按照所述鎖模振蕩器產(chǎn)生的激光的傳輸路徑依次排列為:放大器和啁啾調(diào)制器，所述控制器與啁啾調(diào)制器連接。
[0009]進一步，所述啁啾調(diào)制器為面光柵對或體光柵。
[0010]本實用新型的有益效果如下：
[0011]1、本實用新型使用控制器控制出射脈沖激光的初始啁啾量，使其脈沖寬度具有一定的展寬，降低初始激光脈沖的峰值功率，由于大氣具有正的色散作用，脈沖激光在大氣傳輸過程中將不斷壓縮，通過調(diào)控出射脈沖激光的初始啁啾量，可以控制脈沖激光峰值功率隨傳輸距離的變化規(guī)律，使激光峰值功率隨傳輸距離不斷增強，在目標位置處達到自聚焦閾值，在自聚焦焦點附近獲得最高的功率密度；
[0012]2、本實用新型僅在激光器中加入控制器，即可實現(xiàn)對出射的脈沖激光初始啁啾量的控制，從而使脈沖激光能高效的傳輸至任意長度距離的目標處，整體結(jié)構(gòu)簡單，構(gòu)思巧妙。
【附圖說明】
[0013]圖I為本實用新型的實施例一的激光器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實用新型的實施例二的激光器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本實用新型的實施例三的激光器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本實用新型的實施例四的激光器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中：I一鎖模振蕩器，2—放大器，3—展寬器，4一放大器，5—壓縮器，6—控制器，7—長距離傳輸激光，8—啁啾調(diào)制器。
【具體實施方式】
[0018]為了使本領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合本實用新型的附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應(yīng)當屬于本申請保護的范圍。
[0019]實施例一：
[0020]如圖I所示，一種超短脈沖激光器，包括:鎖模振蕩器1、展寬器3、放大器2、放大器
4、壓縮器5和控制器6，按照鎖模振蕩器I產(chǎn)生的激光的傳輸路徑依次排列為:放大器2、展寬器3、放大器4和壓縮器5，控制器6與展寬器3連接，由展寬器3和壓縮器5控制脈沖激光的初始啁啾。展寬器3為啁啾光纖光柵、面光柵對或體光柵，通過光柵的色散作用對經(jīng)過初步放大的脈沖激光的脈沖寬度進行展寬，同時，脈沖激光的峰值能量降低，以便于在放大器4中進行充分的放大。壓縮器5為面光柵對或體光柵，反向利用光柵的色散作用，將經(jīng)過放大器4之后的脈沖激光進行脈沖寬度的壓縮，同時，脈沖激光的峰值功率獲得提高。本實用新型僅在激光器中加入控制器6，即可實現(xiàn)對出射的脈沖激光初始啁啾量的控制，從而使脈沖激光能高效的傳輸至任意長度距離的目標處，整體結(jié)構(gòu)簡單，構(gòu)思巧妙。
[0021]通常的超短脈沖激光器是由展寬器3對脈沖激光提供正的色散作用，即賦予脈沖激光正的啁啾值;壓縮器5對脈沖激光提供負的色散作用，即賦予脈沖激光負的啁啾值，為了實現(xiàn)脈寬盡量窄的激光輸出，展寬器3和壓縮器5需要具有嚴格的色散匹配，此時的色散值為匹配值，即出射激光的啁啾值為零。本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若使由激光器出射的脈沖激光具有負的初始啁啾值，則該脈沖激光在大氣中傳輸時不斷被壓縮，其自聚焦位置遠于現(xiàn)有技術(shù)的脈沖激光的自聚焦位置。同時，出射激光初始啁啾值的大小由自聚焦焦點設(shè)定位置、大氣色散系數(shù)、大氣衰減系數(shù)、輸出激光參數(shù)以及壓縮器參數(shù)確定，這樣就可以將脈沖激光的目標位置定于任意位置，通過調(diào)控出射激光的初始啁啾值，使出射激光的自聚焦焦點位于目標位置附近，在遠距離實現(xiàn)出射激光的高功率密度且傳輸距離可控。
[0022]一種利用如上述的超短脈沖激光器獲得長距離傳輸激光的方法，通過控制器6對展寬器3進行控制，使展寬器3提供小于匹配值的色散量，而壓縮器5仍然提供原匹配值的色散量，如此獲得具有負的初始啁啾量的出射激光，即長距離傳輸激光7，該激光在目標位置處達到自聚焦閾值，在自聚焦焦點附近獲得最高的功率密度。
[0023]展寬器3為啁啾光纖光柵、面光柵對或體光柵，控制器6對展寬器3的控制方法為：對于啁啾光纖光柵