一种光纤激光器的制作方法

1.本实用新型涉及激光技术领域，尤其涉及一种光纤激光器。


背景技术：

2.绿光激光器由于输出波长短，各类材料吸收率相对较高，加工热影响区域小，加工精度高等特点，在材料微加工，太阳能光伏行业打孔，玻璃基油墨去除和标记，高反材料切割与焊接，陶瓷打孔和划片，晶圆打标和切割等领域应用十分广泛。
3.传统绿光激光器以全固态激光器为典型代表，该类激光器一般以光纤耦合半导体激光器作为泵浦源，若干晶体和镜片组成谐振腔，通过在谐振腔内或腔外设置倍频晶体，采用非线性频率变换技术产生绿光激光。
4.该类全固态绿光激光器由于采用了大量光学晶体或镜片等元件，导致了激光器结构复杂和体积庞大，在运输和使用过程中抗振动性差，维护成本高且较为困难，同时大量全固态镜片的使用增加了激光热透镜效应产生几率，容易导致激光器光束质量相对较差，输出功率较低，稳定性较差，且传统固体绿光激光器重复频率相对较低，一般最高只能到达数百千赫兹，进而导致了加工效率相对较低，面对多样化要求的工业加工领域，传统全固态绿光激光器已经无法满足一些对加工效率具有较高要求的精密加工领域需求。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构紧凑的光纤激光器。
6.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现。
7.本技术提供了一种光纤激光器，包括光纤模块、倍频模块，所述光纤模块用于产生并向倍频模块输出高光束质量基频光，所述倍频模块用于接收由光纤模块输出的高光束质量基频光并对其进行二倍频及光束整形；
8.其中，所述光纤模块包括；
9.脉冲激光种子源，用于向第一预放大单元输出重复频率和脉冲宽度可调的脉冲种子光；
10.所述第一预放大单元，与所述脉冲激光种子源连接，用于将所述脉冲激光种子源输出的脉冲种子光功率提升；
11.第二预放大单元，与所述第一预放大单元连接，用于将所述第一预放大单元输出的种子激光功率提升；
12.主放大单元，与所述第二预放大单元连接，用于将所述第二预放大单元输出的种子激光功率提升，并输出至倍频模块。
13.进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述脉冲激光种子源与第一预放大单元之间连接设有第一隔离器；
14.其中，所述第一隔离器设置为数百毫瓦量级，用于所述脉冲激光种子源向第一预放大单元输出的脉冲种子光单向传输。
15.进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述第一预放大单元包括：
16.波分复用器，与第一隔离器的激光输出端连接；
17.第一泵浦源，与所述波分复用器的泵浦输入端连接；
18.第一增益光纤，与所述波分复用器的激光输出端、第二预放大单元连接；
19.其中，所述第一泵浦源为单模泵浦源。
20.进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述第一预放大单元还包括：
21.第一泵浦保护器，设置在所述波分复用器、第一泵浦源之间，分别与所述波分复用器的泵浦输入端、第一泵浦源的泵浦输出端连接；
22.第二隔离器，设置在所述第一增益光纤、第二预放大单元之间，其激光输入端与第一增益光纤连接、激光输出端与第二预放大单元连接；
23.其中，所述第一泵浦保护器用于阻挡第一预放大单元中的回返光，所述第二隔离器用于第一预放大单元向第二预放大单元输出的种子激光单向传输。
24.进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述第二预放大单元包括：
25.第一合束器，激光输入端与第二隔离器的激光输出端连接；
26.第二泵浦源，与所述第一合束器的泵浦输入端连接；
27.第二增益光纤，与所述第一合束器的激光输出端、主放大单元连接；
28.其中，所述第二泵浦源为多模泵浦源。
29.进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述第二预放大单元还包括：
30.第一包层光剥离器，设置在所述第二增益光纤、主放大单元之间，其激光输入端与第二增益光纤连接、激光输出端与主放大单元连接；
31.第三隔离器，设置在所述第一包层光剥离器、主放大单元之间，其激光输入端与第一包层光剥离器连接、激光输出端与主放大单元连接；
32.第二泵浦保护器，设置在所述第一合束器、第二泵浦源之间，分别与所述第一合束器的泵浦输入端、第二泵浦源的泵浦输出端连接；
33.其中，所述第一包层光剥离器用于降低光纤包层激光功率，所述第三隔离器用于第二预放大单元向主放大单元输出的种子激光单向传输，所述第二泵浦保护器用于阻挡第二预放大单元中的回返光。
34.进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述主放大单元包括：
35.第二合束器，激光输入端与第三隔离器的激光输出端连接；
36.第三泵浦源，设有至少一个且分别与所述第二合束器的泵浦输入端连接；
37.第三增益光纤，与所述第二合束器的激光输出端连接；
38.第二包层光剥离器，与所述第三增益光纤、准直器连接；
39.所述准直器，用于所述光纤模块输出基频光的准直；
40.其中，所述第三泵浦源为多模泵浦源。
41.进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述第二预放大单元还包括与第三隔离器检测端连接的第一光电探测器，所述主放大单元还包括与第一包层光剥离器检测端连接的第二光电探测器；
42.其中，所述第一光电探测器采用光纤耦合式光电探测器，所述第二光电探测器采用空间式光电探测器。
43.进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述倍频模块包括：
44.第一二向色镜，设置于准直器的激光输出光路上，用于滤除所述光纤模块中残余的泵浦光或杂散光；
45.二分之一波片，设置于所述第一二向色镜的激光输出光路上，用于旋转调节、控制基频光的偏振态；
46.第一平凸透镜，设置于所述二分之一波片的激光输出光路上；
47.倍频晶体，设置于所述第一平凸透镜的激光输出光路上，用于所述第一平凸透镜输出基频光的倍频。
48.进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述倍频模块还包括：
49.第二二向色镜，设置于所述倍频晶体的激光输出光路上，用于滤除未倍频的基频光；
50.第二平凸透镜，设置于所述第二二向色镜的激光输出光路上，用于所述第二二向色镜输出倍频光的准直；
51.高反射镜，设置于所述第二平凸透镜的激光输出光路上，用于输出由所述第二平凸透镜准直后的倍频光。
52.本实用新型至少具备以下有益效果：
53.1、由光纤模块和倍频模块两部分组成，而光纤良好的柔性使该绿光激光器结构紧凑，抗振能力强，体积小巧，维修方便，只需对整个光纤模块或倍频模块进行诊断和更换，可实现模块化高效率生产，降低了激光器的维修成本，倍频前基频光由光纤模块产生，与传统固体绿光激光器相比，极大地提高了该类绿光激光器平均输出功率水平和光束质量，同时该绿光激光器脉冲宽度和重复频率由窄线宽脉冲激光种子源驱动控制，脉冲宽度和重复频率调节灵活、方便且范围广，提高了激光器的加工效率和材料加工效果，拓展了该绿光激光器在不同材料精密加工领域的应用场景和应用范围；
54.2、通过第一包层光剥离器降低光纤包层激光功率，提高种子激光的光束质量，降低第三隔离器的承受压力，有利于第二预放大单元中激光功率的进一步提升；
55.3、通过第二包层光剥离器有效地对主放大单元中的光纤包层光进行剥除，极大地提高了基频光和绿光的光束质量；
56.4、整个光纤链路采用的全保偏光纤结构，确保了激光器高消光比输出的同时不受环境振动和温度变化的影响，同时采用了光纤耦合式和空间式的光电探测器对预放大器光路与该绿光激光器光纤链路进行时刻监控，确保光纤链路系统运行的安全可靠，大大提高了激光器系统的稳定性、可靠性；
57.5、通过调节基频光偏振态和优化基频光光斑大小，能够显著提高激光器光的光转换效率。
附图说明
58.图1为本技术实施例光纤激光器的结构示意图；
59.图2为本技术实施例光纤激光器中“第一预放大单元130”部分的结构示意图；
60.图3为本技术实施例光纤激光器中“第二预放大单元140”部分的结构示意图；
61.图4为本技术实施例光纤激光器中“主放大单元150”部分的结构示意图；
62.图5为本技术实施例光纤激光器中“倍频模块200”部分的结构示意图。
63.附图标记
64.光纤模块-100、脉冲激光种子源-110、第一隔离器-120、第一预放大单元-130、波分复用器-131、第一增益光纤-132、第二隔离器-133、第一泵浦源-134、第一泵浦保护器-135、第二预放大单元-140、第一合束器-141、第二增益光纤-142、第一包层光剥离器-143、第三隔离器-144、第一光电探测器-145、第二泵浦源-146、第二泵浦保护器-147、主放大单元-150、第二合束器-151、第三泵浦源-152、第三增益光纤-153、第二包层光剥离器-154、第二光电探测器-155、准直器-156、倍频模块-200、第一二向色镜-210、二分之一波片-220、第一平凸透镜-230、倍频晶体-240、第二二向色镜-250、第二平凸透镜-260、高反射镜-270。
具体实施方式
65.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
66.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
67.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的光纤激光器进行详细地说明。
68.如图1所示，本技术实施例提供了一种光纤激光器，包括光纤模块100、倍频模块200，其中，光纤模块100包括依次连接的重复频率和脉冲宽度可调的脉冲激光种子源110、第一预放大单元130、第二预放大单元140、主放大单元150，用于产生并向倍频模块200输出高光束质量基频光，倍频模块200用于接收由光纤模块100输出的高光束质量基频光并对其进行二倍频和光束整形。
69.脉冲激光种子源110由电信号调制，调制后脉冲激光种子源110具有以下特性：工作频率可实现赫兹至数百兆赫兹范围内调节，脉冲宽度处于数百皮秒至数百纳秒之间，脉冲串中脉冲个数可实现单脉冲至数十个子脉冲独立可调，输出功率在数十微瓦到数十毫瓦之间。
70.第一预放大单元130用于将脉冲激光种子源110输出的脉冲种子光功率提升至数百毫瓦量级，第二预放大单元140用于将第一预放大单元130输出的种子激光功率提升至数瓦量级，主放大单元150用于将第二预放大单元140输出的种子激光功率提升至数百瓦或千瓦量级并输出至倍频模块200。
71.本技术实施例中，采用上述的光纤激光器，由光纤模块100和倍频模块200两部分组成，而光纤良好的柔性使该绿光激光器结构紧凑，抗振能力强，体积小巧，维修方便，只需对整个光纤模块100或倍频模块200进行诊断和更换，可实现模块化高效率生产，降低了激光器的维修成本，倍频前基频光由光纤模块100产生，与传统固体绿光激光器相比，极大地
提高了该类绿光激光器平均输出功率水平和光束质量，同时该绿光激光器脉冲宽度和重复频率由脉冲激光种子源110驱动控制，脉冲宽度和重复频率调节灵活、方便且范围广，提高了激光器的加工效率和材料加工效果，拓展了该绿光激光器在不同材料精密加工领域的应用场景和应用范围。
72.在一种较佳的实施方式中，如图1所示，脉冲激光种子源110与第一预放大单元130之间连接有第一隔离器120，第一隔离器120采用数百毫瓦量级，用于脉冲激光种子源110向第一预放大单元130输出的脉冲种子光单向传输，防止第一预放大单元130中回返光对种子源性能造成不良影响。
73.在一种较佳的实施方式中，如图1、图2所示，第一预放大单元130能够将脉冲激光种子源110输出的脉冲种子光功率提升至数百毫瓦量级，包括依次连接的波分复用器131、第一增益光纤132、第二隔离器133，其中波分复用器131与第一隔离器120的激光输出端连接，第二隔离器133的激光输出端与第二预放大单元140连接。
74.第一预放大单元130还包括与波分复用器131泵浦输入端连接的第一泵浦保护器135、与第一泵浦保护器135连接的第一泵浦源134，其中，第一泵浦源134为输出功率为数百毫瓦量级的单模泵浦源，第一泵浦保护器135用于阻挡第一预放大单元130中的回返光，确保第一泵浦源134的安全、可靠运转。
75.在一种较佳的实施方式中，如图1、图3所示，第二预放大单元140与第一预放大单元130连接且能够将第一预放大单元130输出的种子激光功率提升至数瓦量级，包括依次连接的第一合束器141、第二增益光纤142、第一包层光剥离器143、第三隔离器144，其中，第一合束器141激光输入端与第二隔离器133激光输出端连接，第三隔离器144用于降低主放大单元150中反向光对第一预放大单元130、第二预放大单元140的损伤，第一包层光剥离器143用于降低光纤包层激光功率，提高种子激光的光束质量，降低第三隔离器144的承受压力，有利于第二预放大单元140中激光功率的进一步提升。
76.第二预放大单元140还包括与第一合束器141泵浦输入端连接的第二泵浦保护器147、与第二泵浦保护器147连接的第二泵浦源146，其中，第二泵浦源146为多模泵浦源，第二泵浦保护器147用于阻挡第二预放大单元140中的回返光，确保第二泵浦源146的安全、可靠运转。
77.在一种较佳的实施方式中，如图1、图3所示，第三隔离器144的激光输出端还设有检测端，检测端与激光输出端的耦合比为千分之一，第二预放大单元140还包括与第三隔离器144检测端连接的第一光电探测器145。
78.第一光电探测器145采用光纤耦合式光电探测器，用于将探测到的光信号转化为电信号，通过外围电路对电信号的分析与处理，从而对种子光路进行监测，确保了光纤模块100的可靠性。
79.在一种较佳的实施方式中，如图1、图4所示，主放大单元150与第二预放大单元140连接且能够将第二预放大单元140输出的脉冲种子光功率提升至数百瓦或千瓦量级，包括依次连接的第二合束器151、第三增益光纤153、第二光电探测器155、准直器156，其中，第二合束器151的激光输入端与第三隔离器144的激光输出端连接，第二包层光剥离器154能够有效地对主放大单元150中的光纤包层光进行剥除，极大地提高了基频光和绿光的光束质量。
80.第二合束器151的泵浦输入端连接有多组第三泵浦源152，第三泵浦源152采用多模泵浦源，能够根据最终基频光功率所需配置。
81.在一种较佳的实施方式中，如图1、图4所示，第二包层光剥离器154的激光输出端还设有检测端，主放大单元150还包括与第二包层光剥离器154检测端连接的第二光电探测器155。
82.第二光电探测器155采用空间式光电探测器，用于对主放大单元150光路的检测和保护，当主放大单元150中某处光纤出现烧断或烧毁情况，第二光电探测器155能够检测到第二包层光剥离器154处的激光泄漏，通过软件逻辑迅速依次切断主放大单元150和第二预放大单元140的泵浦源供电电流，防止光纤链路大面积烧毁，降低了光路系统进一步烧毁风险，提高激光器的整体可靠性。
83.本技术实施例中，采用上述的光纤激光器，整个光纤链路采用的全保偏光纤结构，确保了激光器高消光比输出的同时不受环境振动和温度变化的影响，同时采用了光纤耦合式和空间式的光电探测器对预放大器光路与该绿光激光器光纤链路进行时刻监控，确保光纤链路系统运行的安全可靠，大大提高了激光器系统的稳定性、可靠性。
84.在一种较佳的实施方式中，如图1、图5所示，倍频模块200位于准直器156的激光输出光路上，包括第一二向色镜210、二分之一波片220、第一平凸透镜230、倍频晶体240，光纤模块100产生的基频光依次通过第一二向色镜210、二分之一波片220、第一平凸透镜230、倍频晶体240。
85.其中，第一二向色镜210位于准直器156的激光输出光路上，用于滤除光纤模块100中残余的泵浦光或杂散光，通过旋转二分之一波片220能够对基频光偏振态进行调节和控制，并且通过优化第一平凸透镜230的焦距和聚焦后光斑大小，可实现倍频效率达到68％的绿光输出。
86.本技术实施例中，采用上述的光纤激光器，通过调节基频光偏振态和优化基频光光斑大小，可实现倍频效率达到68％的绿光输出，显著提高了激光器光的光转换效率。
87.在一种较佳的实施方式中，如图1、图5所示，倍频模块200还包括位于倍频晶体240的激光输出光路上的第二二向色镜250、第二平凸透镜260、高反射镜270，倍频晶体240输出的激光依次通过第二二向色镜250、第二平凸透镜260、高反射镜270。
88.其中，高反射镜270采用45
°
绿光高反镜，第二二向色镜250位于倍频晶体240的激光输出光路上，用于滤除未倍频的基频光，使激光器纯绿光输出，第二平凸透镜260用于对倍频后的绿光进行准直并最终经过45
°
绿光高反镜输出。
89.在一种较佳的实施方式中，脉冲激光种子源110由电信号调制，调制后脉冲激光种子源110具有以下特性：中心波长为1064
±
1nm，工作频率可实现10khz至100mhz范围内调节，脉冲宽度处于500ps至500ns之间，脉冲串中脉冲个数可实现单脉冲至数十个子脉冲独立可调，输出功率在数十微瓦到数十毫瓦之间。
90.第一隔离器120采用300mw量级隔离器，第一隔离器120激光输入输出端的光纤类型为pm980，隔离度大于32db，第一隔离器120确保了脉冲种子光的单向传输，防止第一预放大单元130中回返光损伤或损坏种子源。
91.第一预放大单元130能够将脉冲种子光功率提升至数百毫瓦量级，第一泵浦源134采用单模泵浦源，且输出功率为600mw、波长为976nm，第一增益光纤132采用pm-ysf-hi-hp，
吸收系数250db/m@975nm，纤芯为6um，数值孔径为0.11，操作波段为1015-1115nm。
92.第二隔离器133最大可承受1w激光功率，其输入输出端的光纤类型为pm980，隔离度大于32db；第一泵浦保护器135最大可承受1w激光功率，其输入输出端光纤类型为hi1060，第一泵浦保护器135能够有效阻挡第一预放大单元130中的回返光，确保单模泵浦源安全可靠运转。
93.第二预放大单元140能够将种子激光功率提升至数瓦量级，第一合束器141信号端的光纤为pm980、泵浦端的光纤为mm-s105/125-22a、输出端光纤为plma-gdf-10/125-m。
94.第二增益光纤142采用plma-ydf-10/125-m，吸收系数4.95db/m@976nm，其纤芯为10um，数值孔径为0.079，操作波段为1060nm。
95.第一包层光剥离器143的光纤类型为plma-gdf-10/125-m，第一包层光剥离器143能够剥离第二预放大单元140中未吸收的泵浦光或包层光，提高种子激光的光束质量，降低了第三隔离器144的承受压力，有利于主放大单元150中激光功率的进一步提升。
96.第三隔离器144最大可承受20w激光功率，其激光输入、输出端的光纤类型为plma-gdf-10/125-m，隔离度大于32db，第三隔离器144很大程度上降低了主放大单元150中反向光对第一预放大单元130、第二预放大单元140的损伤，第三隔离器144的输出端设有检测端，其耦合比为0.1％，第三隔离器144的检测端连接有第一光电探测器145，第一光电探测器145采用光纤耦合式光电探测器，其能够将探测到的光信号转化为电信号，通过外围电路对电信号的分析与处理，从而对种子光路进行监测，确保了光纤模块的可靠性。
97.第一合束器141的泵浦输入端连接有最大承受25w功率的第二泵浦保护器147以及第二泵浦源146，第二泵浦源146采用27w多模泵浦源，其波长为976nm，光纤类型为mm-s105/125-22a。
98.主放大单元150用于将激光功率最终提升至200w，第二合束器151泵浦输入端的光纤类型为mm-s105/125-22a、信号端光纤类型为plma-gdf-10/125-m、输出端光纤类型为plma-gdf-30/250，纤芯数值孔径na为0.06。
99.第二合束器151泵浦输入端连接有2个第三泵浦源152，第三泵浦源152的波长为976nm、功率为200w。
100.第三增益光纤153采用plma-ydf-30/250-viii，吸收系数6db/m@975nm，其纤芯为30um，数值孔径为0.06，操作波段为1060nm。
101.第二包层光剥离器154的光纤类型为plma-gdf-30/250，第二包层光剥离器154能够有效地对主放大单元150的光纤包层光进行剥除，极大地提高了基频光和绿光的光束质量。
102.准直器156的光纤类型为plma-gdf-30/250，输出光斑直径为2mm，距离输出端两米处光斑圆度＞95％。
103.第二包层光剥离器154处设置有第二光电探测器155，第二光电探测器155采用空间式光电探测器，用于对主放大单元150光路的检测和保护，当主放大单元150中某处光纤出现烧断或烧毁情况，第二光电探测器155能够检测到第二包层光剥离器154的激光泄漏，通过软件逻辑迅速依次切断主放大单元150和第二预放大单元140中第二泵浦源146的供电电流，防止光纤链路大面积烧毁，降低了光路系统进一步烧毁风险。
104.于倍频模块200中，第一二向色镜210的尺寸为d12.7mm，厚度为3mm，表面镀膜
1064nm，反射率r＞99.5％，其能够滤除光纤模块100中残余的泵浦光或杂散光，通过旋转二分之一波片220能够对基频光偏振态进行调节和控制，并且通过优化第一平凸透镜230焦距和聚焦后光斑大小，可实现136w的纳秒绿光输出，倍频效率高达68％。
105.第二二向色镜250用于滤除未倍频的基频光，使激光器输出较为纯净的绿光，第二平凸透镜260用于对倍频后的绿光进行准直，经过45
°
的高反射镜270最终实现平均功率为百瓦量级，高光束质量和高峰值功率绿光输出。
106.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本技术实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
107.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。

技术特征：
1.一种光纤激光器，其特征在于，包括光纤模块、倍频模块，所述光纤模块用于产生并向倍频模块输出高光束质量基频光，所述倍频模块用于接收由光纤模块输出的高光束质量基频光并对其进行二倍频及光束整形；其中，所述光纤模块包括；脉冲激光种子源，用于向第一预放大单元输出重复频率和脉冲宽度可调的脉冲种子光；所述第一预放大单元，与所述脉冲激光种子源连接，用于将所述脉冲激光种子源输出的脉冲种子光功率提升；第二预放大单元，与所述第一预放大单元连接，用于将所述第一预放大单元输出的种子激光功率提升；主放大单元，与所述第二预放大单元连接，用于将所述第二预放大单元输出的种子激光功率提升，并输出至倍频模块。2.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述脉冲激光种子源与第一预放大单元之间连接设有第一隔离器；其中，所述第一隔离器设置为数百毫瓦量级，用于所述脉冲激光种子源向第一预放大单元输出的脉冲种子光单向传输。3.根据权利要求1或2所述的光纤激光器，其特征在于，所述第一预放大单元包括：波分复用器，与第一隔离器的激光输出端连接；第一泵浦源，与所述波分复用器的泵浦输入端连接；第一增益光纤，与所述波分复用器的激光输出端、第二预放大单元连接；其中，所述第一泵浦源为单模泵浦源。4.根据权利要求3所述的光纤激光器，其特征在于，所述第一预放大单元还包括：第一泵浦保护器，设置在所述波分复用器、第一泵浦源之间，分别与所述波分复用器的泵浦输入端、第一泵浦源的泵浦输出端连接；第二隔离器，设置在所述第一增益光纤、第二预放大单元之间，其激光输入端与第一增益光纤连接、激光输出端与第二预放大单元连接；其中，所述第一泵浦保护器用于阻挡第一预放大单元中的回返光，所述第二隔离器用于第一预放大单元向第二预放大单元输出的种子激光单向传输。5.根据权利要求1或4所述的光纤激光器，其特征在于，所述第二预放大单元包括：第一合束器，激光输入端与第二隔离器的激光输出端连接；第二泵浦源，与所述第一合束器的泵浦输入端连接；第二增益光纤，与所述第一合束器的激光输出端、主放大单元连接；其中，所述第二泵浦源为多模泵浦源。6.根据权利要求5所述的光纤激光器，其特征在于，所述第二预放大单元还包括：第一包层光剥离器，设置在所述第二增益光纤、主放大单元之间，其激光输入端与第二增益光纤连接、激光输出端与主放大单元连接；第三隔离器，设置在所述第一包层光剥离器、主放大单元之间，其激光输入端与第一包层光剥离器连接、激光输出端与主放大单元连接；第二泵浦保护器，设置在所述第一合束器、第二泵浦源之间，分别与所述第一合束器的
泵浦输入端、第二泵浦源的泵浦输出端连接；其中，所述第一包层光剥离器用于降低光纤包层激光功率，所述第三隔离器用于第二预放大单元向主放大单元输出的种子激光单向传输，所述第二泵浦保护器用于阻挡第二预放大单元中的回返光。7.根据权利要求1或6所述的光纤激光器，其特征在于，所述主放大单元包括：第二合束器，激光输入端与第三隔离器的激光输出端连接；第三泵浦源，设有至少一个且分别与所述第二合束器的泵浦输入端连接；第三增益光纤，与所述第二合束器的激光输出端连接；第二包层光剥离器，与所述第三增益光纤、准直器连接；所述准直器，用于所述光纤模块输出基频光的准直；其中，所述第三泵浦源为多模泵浦源。8.根据权利要求7所述的光纤激光器，其特征在于，所述第二预放大单元还包括与第三隔离器检测端连接的第一光电探测器，所述主放大单元还包括与第一包层光剥离器检测端连接的第二光电探测器；其中，所述第一光电探测器采用光纤耦合式光电探测器，所述第二光电探测器采用空间式光电探测器。9.根据权利要求1或8所述的光纤激光器，其特征在于，所述倍频模块包括：第一二向色镜，设置于准直器的激光输出光路上，用于滤除所述光纤模块中残余的泵浦光或杂散光；二分之一波片，设置于所述第一二向色镜的激光输出光路上，用于旋转调节、控制基频光的偏振态；第一平凸透镜，设置于所述二分之一波片的激光输出光路上；倍频晶体，设置于所述第一平凸透镜的激光输出光路上，用于所述第一平凸透镜输出基频光的倍频。10.根据权利要求9所述的光纤激光器，其特征在于，所述倍频模块还包括：第二二向色镜，设置于所述倍频晶体的激光输出光路上，用于滤除未倍频的基频光；第二平凸透镜，设置于所述第二二向色镜的激光输出光路上，用于所述第二二向色镜输出倍频光的准直；高反射镜，设置于所述第二平凸透镜的激光输出光路上，用于输出由所述第二平凸透镜准直后的倍频光。

技术总结
本申请公开了一种光纤激光器，包括光纤模块、倍频模块，光纤模块包括依次连接的重复频率和脉冲宽度可调的脉冲激光种子源、第一预放大单元、第二预放大单元、主放大单元，本申请实施例中，采用上述的光纤激光器，由光纤模块和倍频模块两部分组成，而光纤良好的柔性使该绿光激光器结构紧凑，抗振能力强，体积小巧，维修方便，可实现模块化高效率生产，倍频前基频光由光纤模块产生，极大地提高了激光器的平均输出功率水平和光束质量，同时激光器脉冲宽度和重复频率由脉冲激光种子源驱动控制，调节灵活且范围广，大大提高了激光器的加工效率和材料加工效果。加工效果。加工效果。


技术研发人员：罗浆 蒋杰世 邱杭锴
受保护的技术使用者：杭州奥创光子技术有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/9/3