通常,直接输出的飞秒光纤振荡器,其脉冲序列沉复频率在数十兆赫兹至上百兆赫兹量级,均匀功率也在几十毫瓦至上百毫瓦领域内,因而单脉冲能量仅为几百皮瓦到纳瓦量级;即便搭配脉冲压缩装置,峰值功率也仅为千瓦级,对于很多利用场景(尤其是生物医学和工业加工领域)而言功率过低。
飞秒光纤激光器通常蕴含一级或两级光纤放大器,用于放大种子源输出的激光,从而提供更高的均匀功率和峰值功率,满足更宽泛的利用需要。例如,利用飞秒光纤激光器衔接高非线性光纤可实现白光光源;飞秒光纤激光器可作为生物多光子荧鲜明微镜成像的光源;光学频率梳的倍频程光谱产生,也必要瓦级功率的飞秒光纤激光器作为泵浦源。以一台 50MHz、100fs、5W的飞秒光纤激光器为例,其单脉冲能量可达 100nJ,峰值功率可达 1MW。
典型的飞秒光纤激光器重要由三部门组成:种子源、光纤放大器和色散赔偿器件。种子源通常为锁模光纤振荡器,用于产生并输出飞秒激光;光纤放大器可选取前向、后向或双向泵浦方式,增益光纤可选用双包层或单包层结构;色散赔偿器件可选取色散赔偿光纤、闪灼光栅、棱镜或光纤布拉格光栅。
下面以基于双包层光纤放大器的掺铒光纤激光器为例,具体注明飞秒光纤激光器的根基结构。以下为几种常见的超快激光器结构示意图:

图 1:超快光纤激光器结构示意图
光纤振荡器:掺铒锁模光纤激光器。详情拜见《掺铒光纤锁模激光器解决规划》图 2。
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图 2:低落复频率、半导体可鼓和吸收体(SA)锁模、全保偏光纤激光器装置图

图 3:合用于光谱学与生物医学利用的 1550nm 超快激光脉冲

图 4:1.91μm 飞秒脉冲光纤激光器结构示意图

图 5:2000nm 超快光纤激光器结构示意图
光纤选型:系统中光纤的选用需把稳光纤间的匹配性,重要蕴含光纤类型(是否保偏、包层类型)和模场直径的匹配。
放大器前后光谱:信号经过放大器后光谱会产生轻微变动,因而在选择器件的工作波长领域时需出格把稳。
脉冲压缩:两块透射光栅必须平行搁置,不然会导致光束质量降落。
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