杭州奧創光子技術有限公司尼航獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉杭州奧創光子技術有限公司申請的專利一種高能量的飛秒光纖激光器獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120341673B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510817746.X,技術領域涉及:H01S3/067;該發明授權一種高能量的飛秒光纖激光器是由尼航;邱杭鍇;郭豪舜設計研發完成,并于2025-06-18向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種高能量的飛秒光纖激光器在說明書摘要公布了:本申請涉及光纖激光器技術領域,公開一種高能量的飛秒光纖激光器。包括:信號光輸入模塊,用于輸入1030nm信號光;偏振分束與能量調節模塊,包括半波片和偏振分束器,半波片用于調節輸入信號光的偏振態,偏振分束器將調節后的信號光分割為兩個正交偏振的脈沖;Sagnac腔放大模塊,兩路脈沖分別通過兩路準直器耦合進入Sagnac腔,沿環內相反方向傳輸并通過摻鐿增益光纖進行放大;泵浦耦合模塊,包括用于輸出976nm泵浦光的無源光纖準直器及雙色鏡片,泵浦光通過雙色鏡片耦合進入Sagnac腔的增益光纖準直器,為環內放大提供能量;脈沖合成輸出模塊,兩路放大后的脈沖利用Sagnac腔的光路對稱性,在偏振分束器處合成為同一脈沖并輸出。
本發明授權一種高能量的飛秒光纖激光器在權利要求書中公布了:1.一種高能量的飛秒光纖激光器,其特征在于,包括: 信號光輸入模塊,用于輸入1030nm信號光,所述信號光輸入模塊通過無源準直器輸出信號光至半波片及偏振分束器; 偏振分束與能量調節模塊,包括所述半波片和偏振分束器,所述半波片用于調節輸入信號光的偏振態,所述偏振分束器將調節后的信號光分割為兩個正交偏振的脈沖,包括:所述偏振分束器基于輸入信號光的偏振態,將經半波片調節后的線偏振光分割為沿水平方向和垂直方向傳輸的兩路正交偏振脈沖,兩路正交偏振脈沖包括水平偏振TE模與垂直偏振TM模;兩路脈沖的能量分配通過所述半波片的角度調節實現動態平衡;偏振分束原理實現通過選用立方體型偏振分束器,經半波片調節后的線偏振光入射至PBS時,分解為水平方向透射光和垂直方向反射光,形成兩路正交偏振脈沖;通過在0°~90°旋轉θ實現能量動態分配,θ=30°時TE:TM=3:1,θ=60°時TE:TM=1:3; Sagnac腔放大模塊,包括對稱設置的兩路準直器及環內摻鐿增益光纖,兩路脈沖分別通過所述兩路準直器耦合進入Sagnac腔,沿環內相反方向傳輸并通過所述摻鐿增益光纖進行放大,所述摻鐿增益光纖為非保偏光纖; 泵浦耦合模塊,包括用于輸出976nm泵浦光的無源光纖準直器及雙色鏡片,所述泵浦光通過所述雙色鏡片耦合進入所述Sagnac腔的增益光纖準直器,為環內放大提供能量; 脈沖合成輸出模塊,兩路放大后的脈沖利用Sagnac腔的光路對稱性,在所述偏振分束器處合成為同一脈沖并輸出; 其中,所述激光器通過啁啾脈沖放大與分脈沖放大結合的方式,將單個脈沖分割為兩路在Sagnac腔內獨立放大后再合成,包括:在啁啾脈沖放大的展寬脈沖基礎上,通過分脈沖放大將展寬后的單脈沖分割為兩路,分別在Sagnac腔的對稱光路中進行功率放大,利用Sagnac腔的光程對稱性確保兩路放大脈沖的相位一致性,在偏振分束器處實現相干合成,合成后的脈沖能量為兩路放大脈沖的能量疊加;其中,啁啾脈沖放大流程通過種子光源輸出脈寬50fs的飛秒脈沖先經色散補償光纖或體光柵展寬器展寬至100ps以上,展寬后的脈沖進入分脈沖放大模塊:經半波片和偏振分束器分割為兩路正交脈沖,分別進入Sagnac腔放大,單路脈沖能量為原脈沖的12; 通過利用歷史數據訓練神經網絡模型,提前預測非線性效應發生概率,動態調整分脈沖參數,通過在激光器各關鍵節點部署光譜儀、功率計、示波器,關鍵節點包括種子光源、展寬器輸出、Sagnac腔輸入輸出、壓縮器輸出;實時采集光譜寬度、脈沖能量、時域波形參數,在不同能量、脈寬、光纖長度下誘發光譜展寬>15nm、背向散射光>5%故障,標注故障時的參數組合,訓練LSTM神經網絡模型,輸出未來10ms內非線性效應發生概率,實時控制策略包括當非線性效應發生概率≥80%時,觸發以下調節:分脈沖能量重分配:通過半波片增大能量分配差異,降低單路峰值功率;在脈沖峰值時段,短時降低泵浦電流10%~15%,抑制背向散射光閾值;反饋控制展寬器色散量,降低峰值功率; 通過在偏振分束器的兩路輸出端集成能量傳感器,實時采集TE模與TM模脈沖能量值;根據實時能量數據計算半波片目標角度,通過步進電機驅動半波片旋轉;建立增益光纖溫度-增益映射關系:通過貼附在光纖上的熱電偶實時監測溫度,自動補償溫度漂移對增益的影響;實現流程包括:初始化階段:掃描半波片0°~90°,記錄不同角度下ETEETM比例,生成能量分配映射表;實時調節階段通過傳感器采集ETE、ETM及光纖溫度T;計算當前最優能量比:,G1G2為兩路增益系數,由溫度映射表獲取;根據當前最優能量比查表得到目標角度,驅動電機調節,調節步長<0.2°,調節時間<50ms。
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