專利名稱：基于激光脈沖的啁啾和展寬以及隨后的功率放大生成具有窄光譜線寬的激光脈沖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文獻(xiàn)涉及通過使用光脈沖放大器和脈沖激光器生成激光脈沖。
背景技術(shù)：
不同技術(shù)特性的脈沖激光器具有廣泛的應(yīng)用，一些例子如光通信、光成像、激光材料處理、激光手術(shù)和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用、光譜測(cè)量和光傳感應(yīng)用以及激光顯示。對(duì)于一些應(yīng)用，具有小于I皮秒的脈沖寬度的超短脈沖(USP)激光，例如，飛秒脈沖激光器，很有吸引力，并且，這種應(yīng)用的例子包括某些材料處理、光傳感、光燒蝕、包括眼科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、非線性學(xué)習(xí)和光譜學(xué)的精確手術(shù)。與這種超短脈沖(USP)激光器中的超短脈沖寬度相關(guān)的是，激光脈沖包括在相對(duì)寬的光譜帶寬上的光譜分量。在某些應(yīng)用中，期望使用具有窄光譜帶寬的光，因而，USP激光器的短激光脈沖的 相對(duì)寬的光譜帶寬可能無(wú)益。

發(fā)明內(nèi)容
本文獻(xiàn)描述了用于基于短種子激光脈沖的啁啾和展寬以及隨后的功率放大生成具有相對(duì)窄的光譜線寬(例如，小于Inm)的激光脈沖的技術(shù)和設(shè)備。這種具有相對(duì)窄的光譜帶寬的激光脈沖，可用在其中窄光譜帶寬激光脈沖有利的某些激光應(yīng)用中。在本文獻(xiàn)中所描述的這些例子中，所生成的具有相對(duì)窄的光譜帶寬的激光脈沖，由于脈沖生成中的展寬操作，可具有相對(duì)長(zhǎng)的脈沖寬度(例如，大于lps)。在一方面，一種用于生成激光脈沖的方法可被實(shí)施為包括生成具有種子脈沖寬度的種子激光脈沖；調(diào)整所述種子激光脈沖以產(chǎn)生具有大于所述種子脈沖寬度的脈沖寬度并且在光頻率上具有正啁啾的調(diào)整的激光脈沖；以及將所述調(diào)整的激光脈沖導(dǎo)入由對(duì)所述調(diào)整的激光脈沖顯示正常光色散的光學(xué)增益介質(zhì)形成的光放大器，以便將具有所述正啁啾的所述調(diào)整的光脈沖放大至引起自相位調(diào)制的功率電平，從而將所述放大的、調(diào)整的光脈沖的光譜寬度壓縮至小于所述種子激光脈沖的光譜寬度同時(shí)其具有大于所述種子脈沖寬度的脈沖寬度。在另一方面，一種用于生成激光脈沖的設(shè)備可被實(shí)施為包括種子脈沖激光器，其生成具有種子脈沖寬度的種子激光脈沖；光展寬器，其接收所述種子激光脈沖并且構(gòu)成為調(diào)整所述種子激光脈沖以產(chǎn)生具有大于所述種子脈沖寬度的脈沖寬度并且在光頻率上具有正啁啾的調(diào)整的激光脈沖；以及光放大器，其由對(duì)所述調(diào)整的激光脈沖顯示正常光色散的光學(xué)增益介質(zhì)形成。所述光放大器耦合為從所述光展寬器接收所述調(diào)整的激光脈沖，并且構(gòu)成為將具有所述正啁啾的所述調(diào)整的光脈沖放大至引起自相位調(diào)制的功率電平，以將所述放大的調(diào)整的光脈沖的光譜寬度壓縮至小于所述種子激光脈沖的光譜寬度并且其同時(shí)具有大于所述種子脈沖寬度的脈沖寬度。在又一方面，一種用于生成激光脈沖的基于光纖的設(shè)備可被實(shí)施為包括種子脈沖光纖激光器，其生成具有種子脈沖寬度的種子激光脈沖；和光纖展寬器，其耦合至所述種子脈沖光纖激光器以接收所述種子激光脈沖并且構(gòu)成為包括顯示反常光色散的啁啾光纖布拉格光柵。所述光纖展寬器可操作為調(diào)整所述種子激光脈沖以產(chǎn)生具有大于所述種子脈沖寬度的脈沖寬度并且在光頻率上具有正啁啾的調(diào)整的激光脈沖。該設(shè)備包括光纖放大器，其對(duì)所述調(diào)整的激光脈沖顯示正常光色散并且耦合為從所述光纖展寬器接收所述調(diào)整的激光脈沖。所述光纖放大器構(gòu)成為將具有所述正啁啾的所述調(diào)整的光脈沖放大至引起自相位調(diào)制的功率電平，以將所述放大的調(diào)整的光脈沖的光譜寬度壓縮至小于所述種子激光脈沖的光譜寬度并且其同時(shí)具有大于所述種子脈沖寬度的脈沖寬度。這些和其他方面、它們的實(shí)施和其他特性在附圖、說明書和權(quán)利要求中進(jìn)行詳細(xì)描述。


圖I示出基于功率放大之前的脈沖展寬和脈沖啁啾的脈沖激光設(shè)備的一個(gè)例子。
圖2示出實(shí)施圖I中設(shè)備的一個(gè)例子。圖2A不出用于實(shí)施圖2中主功率放大器240的雙包層大模場(chǎng)直徑(LMA)光纖放大器的一個(gè)例子。圖3-12示出圖I和2中設(shè)計(jì)的各方面。
具體實(shí)施例方式USP激光器中光譜分量在相對(duì)寬的光譜帶寬上的展寬，在其中窄光譜帶寬激光脈沖有利的某些激光應(yīng)用中可能是不期望的。這些應(yīng)用的例子是基于其中效率隨著激光的光譜帶寬的增加而降低的各種非線性光學(xué)效應(yīng)的設(shè)備和系統(tǒng)，例如，拉曼光譜學(xué)、基于非線性諧波生成的綠和UV光生成。對(duì)于非線性諧波的生成，由于與非線性諧波的生成相關(guān)的非線性波混合中的光相位匹配條件，窄光譜帶寬有助于增加轉(zhuǎn)換效率和提高輸出光束質(zhì)量。用于生成具有相對(duì)窄的光譜帶寬的激光脈沖的本技術(shù)和設(shè)備，可用于方便需要窄光譜帶寬光的這些和其他應(yīng)用。在所描述的技術(shù)和設(shè)備中建立的光放大機(jī)構(gòu)，可在所生成的具有窄光譜帶寬的激光脈沖中提供高功率電平。這種高光功率使有效的非線性光學(xué)效應(yīng)成為可能，例如，各種光譜范圍中的非線性光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。作為具體的例子，高功率脈沖激光器當(dāng)前在某些光譜區(qū)域可以得到，例如，近紅外區(qū)域。接近Ium的YAG、Yb或者Nd脈沖激光器和接近0. 7-1. Ium的鈦寶石脈沖激光器是這種高功率脈沖激光器的例子。這些激光器可用作經(jīng)由非線性光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換在UV或者深UV光譜區(qū)域所生成的激光脈沖的泵浦激光器。具有高光功率的UV或者深UV光譜區(qū)域中的短波長(zhǎng)脈沖激光器的應(yīng)用包括，例如，材料處理和手術(shù)應(yīng)用中的各種激光燒蝕處理。所描述的用于生成具有窄光譜帶寬的激光脈沖的技術(shù)和設(shè)備，可用于提供從近紅外到UV激光脈沖的有效非線性波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。用于生成激光脈沖的激光器和光放大器通常設(shè)計(jì)為避免或者減少某種非線性光學(xué)效應(yīng)，例如，由光學(xué)介質(zhì)中的非線性克爾效應(yīng)引起的自相位調(diào)制(SPM)。光脈沖中SPM的級(jí)別可隨著脈沖傳播而積累并且導(dǎo)致新光譜分量和非線性啁啾的生成，使得難以獲得短脈沖和維持接近變換極限光譜寬度。本文獻(xiàn)中用于生成激光脈沖的技術(shù)和設(shè)備的一方面是，適當(dāng)?shù)乜刂祁l率啁啾并在光放大之前展寬種子激光脈沖的時(shí)間寬度，并且，在光放大階段，有利地利用SPM來減少放大的激光脈沖中不同光譜分量的光譜展寬。特別是，光放大之前種子激光脈沖中的頻率啁啾是正的，其中，在每個(gè)激光脈沖中光頻率隨著時(shí)間而增加。該正啁啾和脈沖展寬可通過使用具有反常光色散(D>0)的光展寬器來實(shí)現(xiàn)。圖I示出用于生成窄光譜帶寬激光脈沖130的設(shè)備100的一個(gè)例子。該設(shè)備100包括種子脈沖激光器101，其生成具有種子脈沖寬度的種子激光脈沖。種子激光器101的下游是光展寬器110，其接收種子激光脈沖并且構(gòu)成為調(diào)整種子激光脈沖以產(chǎn)生具有大于種子脈沖寬度的脈沖寬度和在光頻率上具有正啁啾的調(diào)整的激光脈沖。光展寬器110可以以各種構(gòu)成實(shí)施，例如，具有反常光色散的光柵對(duì)展寬器，具有反常光色散的、基于色散設(shè)置的啁啾鏡或棱鏡，以及具有反常光色散的體布拉格光柵或者其他色散元件。接著，光放大器120被耦合來接收來自光展寬器110的調(diào)整的激光脈沖。光放大器120由對(duì)調(diào)整的激光脈沖顯不正常光色散(D〈0)的光增益介質(zhì)形成。光放大器120構(gòu)成為通過正啁啾將調(diào)整的光脈沖放大至引起非線性自相位調(diào)制(SPM)的功率電平，以將放大的調(diào)整的光脈沖的光譜寬度壓縮至小于種子激光脈沖的光譜寬度同時(shí)具有大于種子脈沖 寬度的脈沖寬度。放大器120的輸出脈沖130可被進(jìn)一步處理，例如，進(jìn)行另外的功率放大或者光譜壓縮。圖I中的設(shè)備100可以以各種構(gòu)成實(shí)施。圖2示出基于用于生成激光脈沖的圖I中設(shè)計(jì)的光纖設(shè)備200。這種具有全光纖結(jié)構(gòu)的光纖設(shè)備可構(gòu)成為在某些應(yīng)用中提供各種優(yōu)點(diǎn)，例如，輕便的設(shè)備重量、良好的操作可靠性和與其他光纖設(shè)備的簡(jiǎn)單結(jié)合。在圖2中，種子光纖激光器201被實(shí)施為生成種子激光脈沖。例如，種子光纖激光器201可以是輸出為0. 6mW、25MHz、2. 7nm帶寬線性啁啾并且輸出脈沖寬度約Ips的飛秒鎖模光纖激光器。飛秒鎖模激光器可以是基于啁啾脈沖放大(CPA)的光纖激光器，其中，光脈沖首先在具有負(fù)頻率啁啾的正常光色散的情況下在時(shí)域上被展寬以減少脈沖峰值功率，然后，展寬的光脈沖在具有正常光色散的光放大器中被放大以產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出，最終，放大的光脈沖在時(shí)間上被壓縮以產(chǎn)生期望的短光脈沖。在一些實(shí)施方式中，光纖激光器201可設(shè)計(jì)為通過使用其中激光脈沖的輸出偏振可穩(wěn)定在期望的偏振上的保偏(PM)光纖而具有保偏輸出。在其他應(yīng)用中，非PM光纖激光器可被用在光纖激光器201的輸出中。具有預(yù)啁啾的光展寬器110可通過啁啾光纖布拉格光柵(CFBG) 220實(shí)施。CFBG220具有從藍(lán)光被反射的光纖一端(“藍(lán)端”)到紅光被反射的光纖另一端(紅端)增加的空間啁啾光柵間距。光環(huán)形器222被耦合至引導(dǎo)來自激光器201的激光脈沖的輸入光纖和連接至下游光放大器120的輸出光纖。光環(huán)形器222將來自光纖激光器201的輸入光纖中的光引導(dǎo)入CFBG 220中并且將從CFBG 220至輸出光纖的反射光引導(dǎo)至光放大器120。特別是，CFBG 220被定向?yàn)槭顾乃{(lán)端耦合至光環(huán)形器222，以便脈沖光譜寬度內(nèi)具有短波長(zhǎng)的光譜分量首先被反射為具有較短的時(shí)間延遲同時(shí)脈沖光譜寬度內(nèi)具有長(zhǎng)波長(zhǎng)的光譜分量之后被反射為具有較長(zhǎng)的時(shí)間延遲。這種布置實(shí)現(xiàn)由CFBG220產(chǎn)生的反射光中的反常光色散，并且因此在導(dǎo)向環(huán)形器222的反射光脈沖的光頻率中產(chǎn)生正啁啾。作為具體的例子，CFBG 220可以是在光波長(zhǎng)1064nm處具有色散6. 63ps/nm (或者_(dá)3760000fs~2)的啁啾光纖布拉格光柵以將脈沖展寬至18ps。環(huán)形器222由于它的低插入損耗是有利的。在其他實(shí)施方式中，光環(huán)形器222可以被光纖稱合器取代。
在操作中，CFBG 220接收來自光纖激光器201的種子激光脈沖，并且通過施加頻率啁啾和用于不同光譜分量的不同延遲將該光反射回去。該操作調(diào)整種子激光脈沖以產(chǎn)生具有大于種子脈沖寬度的脈沖寬度并且在光頻率上具有正啁啾的調(diào)整的激光脈沖。在光纖設(shè)備200中，光放大器110是對(duì)調(diào)整的激光脈沖顯示正常光色散的基于全光纖的放大器。根據(jù)用于該設(shè)備200的光放大器的需求,光放大器110可包括一個(gè)或者更多光纖放大器。圖2示出兩個(gè)光纖放大器的例子作為預(yù)放大器的第一光纖放大器230和作為主功率放大器的第二光纖放大器240。每個(gè)光纖放大器包括產(chǎn)生期望的泵浦光的泵浦激光器(231或者241)，將泵浦光耦合進(jìn)其處摻雜光纖增益介質(zhì)(233或者243)被耦合以通過接收的泵浦光在光泵浦下提供用于功率放大的光增益的主光纖線的泵浦耦合器(232或者242)。光放大器110構(gòu)成為將脈沖峰值功率提升至得足夠高，以便放大器110中的SPM足夠強(qiáng)至引起減少該脈沖的光譜寬度的光譜壓縮。放大器中的自相位調(diào)制和相關(guān)的光譜壓縮并不顯著影響脈沖寬度，其仍然大于種子脈沖寬度。用于圖2的適當(dāng)?shù)墓饫w放大器的一個(gè)例子是芯泵浦光纖放大器，例如，由400mW、976nm 二極管激光器泵浦的Coractive公司的4米長(zhǎng)的摻Y(jié)b光纖Yb500。976nm泵浦光和1064nm信號(hào)光在PM WDW中被合束。電源的輸入和輸出端通常配備有一個(gè)或者兩個(gè)隔離器。 用于圖2的適當(dāng)?shù)墓饫w放大器的另一例子是由976nm或者915nm的多模泵浦激光器泵浦的雙包層光纖放大器。圖2A示出用于實(shí)施圖2中的主功率放大器240的雙包層大模場(chǎng)直徑(LMA)光纖放大器的一個(gè)例子。這種大模場(chǎng)直徑光纖放大器可產(chǎn)生比某些光纖放大器更高的具有更低非線性效應(yīng)的輸出功率，并且因此對(duì)于實(shí)際實(shí)施圖2中的設(shè)計(jì)是有利的。雙包層結(jié)構(gòu)允許將兩個(gè)較低亮度的泵浦二極管241-A和241-B用于以減少的成本獲得期望的光泵浦。在圖2A中的例子中,在LMA光纖放大器的輸入端提供單模光纖以接收來自預(yù)放大器230的激光脈沖。模式轉(zhuǎn)換器-泵浦合束器242-A被提供以將來自兩個(gè)泵浦二極管241-A和241-B的泵浦光和輸入激光脈沖合束進(jìn)未摻雜有增益離子并且是無(wú)源光纖的大模場(chǎng)直徑光纖244。大模場(chǎng)直徑光纖243A被耦合至無(wú)源LMA光纖244并且摻雜有增益離子以在光泵浦下從合束的泵浦光產(chǎn)生用于光放大的期望的光增益。放大的輸出激光脈沖作為放大器240的輸出被摻雜LMA光纖243A輸出。在放大器110的輸出端,對(duì)于某些應(yīng)用，可選的光譜壓縮設(shè)備250可被實(shí)施以進(jìn)一步壓縮輸出激光脈沖的光譜寬度。可以使用各種光譜壓縮技術(shù)，包括，例如，裁剪至適當(dāng)長(zhǎng)度以壓縮光譜的具有正常光色散(D〈0)和SPM的光譜壓縮光纖。光譜壓縮光纖可以是保偏光纖(例如，康寧公司的PM980)以便輸出偏振是穩(wěn)定的。圖3示出基于圖I和2中設(shè)備設(shè)計(jì)的設(shè)備，其用于非線性光學(xué)材料310中的非線性波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，例如，用于從窄光譜帶寬激光脈沖生成諧波信號(hào)的非線性光學(xué)晶體。非線性光學(xué)效應(yīng)要求某種相位匹配條件以實(shí)現(xiàn)非線性轉(zhuǎn)換效率?；诒具笨刂坪凸庾V壓縮技術(shù)生成的窄光譜帶寬激光脈沖可適合于有效的非線性波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換和波混頻。在非線性諧波生成中，由于非線性晶體中的色散，窄帶寬將允許使用長(zhǎng)非線性晶體來滿足相位匹配條件。使用長(zhǎng)晶體的這種可能是有利的，因?yàn)檗D(zhuǎn)換效率隨著非線性晶體的長(zhǎng)度而增加。在圖3中，功率放大器可以是用于實(shí)現(xiàn)高輸出功率的具有LMA的光纖放大器，或者，基于由二極管激光器或者閃光燈光泵浦的Nd:YAG、YLF、Nd玻璃材料的固態(tài)放大器。非線性晶體可以是用于二次諧波生成的LBO、KTP晶體，或者，用于三次諧波生成或者更高階諧波生成的LBO晶體、BBO晶體。參照回圖1，用于該設(shè)備的操作且無(wú)拉曼效應(yīng)的非線性薛定諤方程可表示如下
權(quán)利要求
1.一種用于生成激光脈沖的方法，包括 生成具有種子脈沖寬度的種子激光脈沖； 調(diào)整所述種子激光脈沖以產(chǎn)生具有大于所述種子脈沖寬度的脈沖寬度并且在光頻率上具有正啁啾的調(diào)整的激光脈沖；以及 將所述調(diào)整的激光脈沖導(dǎo)入由對(duì)所述調(diào)整的激光脈沖顯示正常光色散的光學(xué)增益介質(zhì)形成的光放大器，以便將具有所述正啁啾的所述調(diào)整的光脈沖放大至引起自相位調(diào)制的功率電平，從而將所述放大的調(diào)整的光脈沖的光譜寬度壓縮至小于所述種子激光脈沖的光譜寬度同時(shí)使其具有大于所述種子脈沖寬度的脈沖寬度。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，包括 將由所述光放大器輸出的所述放大的光脈沖導(dǎo)入顯不正常光色散的光學(xué)介質(zhì)，以基于所述光學(xué)介質(zhì)中的自相位調(diào)制進(jìn)一步壓縮所述放大的光脈沖的光譜寬度。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述光學(xué)介質(zhì)是保偏光纖。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，包括 在調(diào)整所述種子激光脈沖以產(chǎn)生具有大于所述種子脈沖寬度的所述脈沖寬度并且在光頻率上具有所述正啁啾的所述調(diào)整的激光脈沖時(shí)，使用顯示反常光色散的光學(xué)設(shè)備。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，調(diào)整所述種子激光脈沖時(shí)顯示反常光色散的所述光學(xué)設(shè)備包括保偏光纖。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，包括 將由所述光放大器輸出的所述放大的光脈沖導(dǎo)入第二光放大器，以進(jìn)一步放大所述放大的光脈沖的功率。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，包括 將所述第二光放大器構(gòu)成為包括雙包層大模場(chǎng)直徑光纖放大器，以在所述放大的光脈沖中生成高輸出功率。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中 所述第二光放大器由對(duì)所述放大的激光脈沖顯示正常光色散的光學(xué)增益介質(zhì)形成并且顯示自相位調(diào)制，以進(jìn)一步壓縮所述放大的光脈沖的光譜寬度。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，包括 將由所述第二光放大器輸出的激光脈沖導(dǎo)入非線性光學(xué)材料，以基于由所述第二光放大器輸出的所述激光脈沖的壓縮的光譜寬度和放大的功率來生成有效的非線性光學(xué)效應(yīng)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述非線性光學(xué)效應(yīng)是光諧波信號(hào)的生成。
11.一種用于生成激光脈沖的設(shè)備，包括 種子脈沖激光器，其生成具有種子脈沖寬度的種子激光脈沖； 光展寬器，其接收所述種子激光脈沖并且構(gòu)成為調(diào)整所述種子激光脈沖以產(chǎn)生具有大于所述種子脈沖寬度的脈沖寬度并且在光頻率上具有正啁啾的調(diào)整的激光脈沖；以及 光放大器，其由對(duì)所述調(diào)整的激光脈沖顯示正常光色散的光學(xué)增益介質(zhì)形成，所述光放大器被耦合為從所述光展寬器接收所述調(diào)整的激光脈沖，并且被構(gòu)成為將具有所述正啁啾的所述調(diào)整的光脈沖放大至引起自相位調(diào)制的功率電平，以將所述放大的調(diào)整的光脈沖的光譜寬度壓縮至小于所述種子激光脈沖的光譜寬度同時(shí)使其具有大于所述種子脈沖寬度的脈沖寬度。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述種子脈沖激光器是鎖模光纖激光器。
13.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述種子脈沖激光器是脈沖激光器，并且，所述種子脈沖光譜寬度支持約I皮秒或者小于I皮秒的脈沖寬度，由所述光放大器輸出的所述放大的調(diào)整的光脈沖具有約3皮秒或者大于3皮秒的脈沖寬度。
14.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述光展寬器包括 輸入光纖，其接收由所述光放大器輸出的所述放大的調(diào)整的光脈沖， 啁啾光纖布拉格光柵，其被稱合為接收來自所述輸入光纖的光，以及 輸出光纖，其被耦合為接收來自所述啁啾光纖布拉格光柵的反射光并且將所接收的光引導(dǎo)至所述光放大器， 其中，所述啁啾光纖布拉格光柵被定向?yàn)槭顾鲚敵龉饫w所接收的所述反射光在頻率上正啁啾。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述光展寬器包括光環(huán)形器，所述光環(huán)形器將光從所述輸入光纖耦合至所述啁啾光纖布拉格光柵并且將反射光從所述啁啾光纖布拉格光柵耦合進(jìn)所述輸出光纖。
16.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述光展寬器包括光耦合器，所述光耦合器將光從所述輸入光纖耦合至所述啁啾光纖布拉格光柵并且將反射光從所述啁啾光纖布拉格光柵耦合進(jìn)所述輸出光纖。
17.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述光展寬器包括具有兩個(gè)光柵的光柵對(duì)。
18.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述光展寬器是保偏設(shè)備。
19.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，包括 第二光放大器，其被耦合為接收由所述光放大器輸出的所述放大的光脈沖并且進(jìn)一步放大所述放大的光脈沖的功率，其中，所述第二光放大器由對(duì)所述放大的激光脈沖顯示正常光色散的光學(xué)增益介質(zhì)形成并且顯示自相位調(diào)制，以進(jìn)一步壓縮所述放大的光脈沖的光譜覽度。
20.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，包括 光學(xué)介質(zhì)，其顯示正常光色散并且被耦合為接收由所述光放大器輸出的所述放大的光脈沖，以基于所述光學(xué)介質(zhì)中的自相位調(diào)制進(jìn)一步壓縮所述放大的光脈沖的光譜寬度。
21.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，包括 第二光放大器，其被耦合為接收由所述光放大器輸出的所述放大的光脈沖并且進(jìn)一步放大所述放大的光脈沖的功率；以及 非線性光學(xué)材料，其被定位為接收來自所述第二光放大器的所述放大的光脈沖，所述非線性光學(xué)材料可操作為基于所述接收的激光脈沖的壓縮的光譜寬度和放大的功率來生成有效的非線性光學(xué)效應(yīng)。
22.一種用于生成激光脈沖的設(shè)備，包括 種子脈沖光纖激光器，其生成具有種子脈沖寬度的種子激光脈沖； 光纖展寬器，其耦合至所述種子脈沖光纖激光器以接收所述種子激光脈沖并且構(gòu)成為包括顯示反常光色散的啁啾光纖布拉格光柵，所述光纖展寬器可操作為調(diào)整所述種子激光脈沖以產(chǎn)生具有大于所述種子脈沖寬度的脈沖寬度并且在光頻率上具有正啁啾的調(diào)整的激光脈沖；以及光纖放大器，其對(duì)所述調(diào)整的激光脈沖顯示正常光色散并且耦合為從所述光纖展寬器接收所述調(diào)整的激光脈沖，所述光纖放大器構(gòu)成為將具有所述正啁啾的所述調(diào)整的光脈沖放大至引起自相位調(diào)制的功率電平，以將所述放大的調(diào)整的光脈沖的光譜寬度壓縮至小于所述種子激光脈沖·的光譜寬度同時(shí)使其具有大于所述種子脈沖寬度的脈沖寬度。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備,其中，所述光纖放大器包括雙包層大模場(chǎng)直徑光纖放大器，以在放大所述調(diào)整的光脈沖時(shí)生成高輸出功率。
全文摘要
用于基于短種子激光脈沖的啁啾和展寬以及隨后的功率放大產(chǎn)生短激光脈沖的技術(shù)和設(shè)備。這種具有相對(duì)窄的光譜帶寬的激光脈沖，可被用在其中窄光譜帶寬激光脈沖有利的某些激光應(yīng)用中。在本文獻(xiàn)中描述的例子中，所生成的具有相對(duì)窄的光譜帶寬的激光脈沖，由于脈沖生成中的展寬操作，可具有相對(duì)大的脈沖寬度(例如，大于1ps)。
文檔編號(hào)H01S3/102GK102801095SQ201210158048
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者安東尼·宏·林 申請(qǐng)人:以卡爾馬激光名義經(jīng)營(yíng)的卡爾馬光通信公司