本发明涉及激光，尤其涉及一种大色散量啁啾脉冲高光束质量全光纤激光器。
背景技术：
1、在激光脉冲能量放大技术中，啁啾脉冲放大技术是激光脉冲能量放大的主流方式，其系统通常包括：激光振荡器、脉冲展宽器、激光放大器和脉冲压缩器。其原理为：振荡器产生一个锁模脉冲，在保证光谱宽度的情况下，通过色散器件引入频率啁啾使得脉冲展宽，可以降低激光峰值功率，避免放大器系统的损伤并减弱高峰值功率引起的非线性效应，使得脉冲能量的放大效果极大提高，能量放大后，由色散补偿器件即压缩器抵消色散，将脉冲压缩，输出高能量超短脉冲激光。
2、目前相关技术中高能量超短脉冲激光的产生主要是依靠固体激光器技术，然而固体激光器的输出稳定性极易受到前端激光特性的影响。为了提升脉冲放大的效率，同时减轻后端固体放大器的压力，前端光源需要在保证光谱宽度的同时，追求更宽的脉冲宽度、更低的重复频率和更高的输出脉冲能量。然而，当前光纤激光器主要采用主振荡功率放大结构，啁啾脉冲放大系统还需在振荡级后加入展宽系统，展宽系统通常为长距离无源光纤，但是长距离光纤展宽过程中，即使较低脉冲能量也会因为介质长而积累较大的非线性。
3、为解决这一问题，光纤啁啾光栅由于其具有体积小、低插损、低非线性、可与光纤直接熔接等独特优势，在改变温度应力等外界条件引起折射率变化时还可实现色散量可调等，在展宽系统中可以有效地展宽脉冲，降低峰值功率，避免放大器系统的损伤，并减弱非线性效应。但是其色散量受限，较难将数百飞秒脉冲展宽至纳秒量级。
技术实现思路
1、本发明提供一种大色散量啁啾脉冲高光束质量全光纤激光器，解决了相关技术的光纤激光器色散量受限的问题。
2、为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：
3、第一方面，提供一种大色散量啁啾脉冲高光束质量全光纤激光器，包括：
4、单模光纤锁模振荡器、单模光纤脉冲展宽与降频系统和光纤功率放大器；
5、所述单模光纤锁模振荡器用于产生宽光谱高频超短脉冲种子光；
6、所述单模光纤脉冲展宽与降频系统，包括：光纤分束器、光纤环形器、可调谐光纤展宽器、光纤隔离器、光纤声光调制器、高速光电探测器和脉冲选择驱动器；
7、所述光纤分束器主光路端连接光纤环形器输入端，所述光纤环形器的反射端连接所述可调谐光纤展宽器，所述光纤环形器输出端连接所述光纤隔离器，所述光纤隔离器输出端连接所述光纤声光调制器光输入端；
8、所述光纤分束器的用于输出参考光的一端连接所述高速光电探测器，所述高速光电探测器与所述脉冲选择驱动器电连接，所述脉冲选择驱动器连接所述光纤声光调制器同步信号端以实现脉冲选择；调节所述脉冲选择驱动器的脉冲选择比控制重复频率，所述光纤声光调制器光输出端输出展宽降频后的信号光；其中，所述可调谐光纤展宽器配置为基于第二啁啾光纤光栅形成的展宽器；
9、所述光纤功率放大器用于所述信号光的功率放大。
10、在第一种可能的实现方式中，所述第二啁啾光纤光栅配置为高色散啁啾光纤光栅，通过温度调节或机械拉伸实现其反射波长与色散特性的动态可调谐；可选择地在所述第二啁啾光纤光栅输出端串联同色散量反射光谱不同但连续的啁啾光纤光栅以增加反射带宽。
11、基于上述任一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述单模光纤脉冲展宽与降频系统，包括：至少一个光纤环形器和与其一一对应配合使用的可调谐光纤展宽器，不同所述光纤环形器与所述可调谐光纤展宽器的组合之间级联连接。
12、基于第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述单模光纤脉冲展宽与降频系统，具体包括：第一光纤环形器、第二光纤环形器、第一可调谐光纤展宽器、和第二可调谐光纤展宽器；
13、光纤分束器主光路端连接所述第一光纤环形器输入端，所述第一光纤环形器的反射端连接第二啁啾光纤光栅输入端，所述第一光纤环形器的输出端连接所述第二光纤环形器的输入端，所述第二光纤环形器输出端连接光纤隔离器。
14、基于第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述单模光纤脉冲展宽与降频系统，还包括：波分复用器和第二增益光纤；
15、所述第二光纤环形器输出端连接所述波分复用器的信号光通过端，同时第一半导体泵浦激光器连接所述波分复用器的泵浦输入反射端，所述波分复用器的共通端连接所述第二增益光纤输入端，所述第二增益光纤输出端连接光纤隔离器输入端，形成用于对功率进行补偿并预放大的放大级；其中，所述第二增益光纤配置为单模保偏增益光纤。
16、基于第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述单模光纤脉冲展宽与降频系统可选择地配置为至少包括一组所述放大级。
17、基于上述任一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述高速光电探测器与所述脉冲选择驱动集成于同步信号电路置于所述光纤声光调制器中。
18、基于上述任一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述单模光纤锁模振荡器，包括：基于第一半导体泵浦激光器、半导体可饱和吸收镜集成波分复用器、第一增益光纤和色散管理反射器形成的谐振腔；
19、所述第一半导体泵浦激光器连接所述半导体可饱和吸收镜集成波分复用器的泵浦输入端，可饱和吸收镜与波分复用器集成一体为作为谐振腔输入端，所述可饱和吸收镜集成波分复用器的信号光端连接所述第一增益光纤输入端，所述第一增益光纤输出端连接所述色散管理反射器；
20、其中，所述色散管理反射器基于第一啁啾光纤光栅形成，用于提供负色散并作为谐振腔输出镜，通过控制腔内硅光纤总长度控制色散量匹配啁啾光纤光栅的定制色散量，实现谐振腔内零色散振荡。
21、基于上述任一种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述光纤功率放大器，包括：第一级光纤放大器、第二级光纤放大器和输出系统；
22、所述第一级光纤放大器，包括：第二半导体泵浦激光器、第一光纤合束器、第三增益光纤、第一高功率光纤隔离器；
23、光纤声光调制器输出端连接所述第一光纤合束器的信号光输入端，所述第二半导体泵浦激光器连接所述第一光纤合束器的泵浦光输入端，所述第一光纤合束器信号光输出端连接所述第三增益光纤，所述第三增益光纤输出端连接所述第一高功率光纤隔离器输入端；
24、所述第二级光纤放大器，包括：第三半导体泵浦激光器、第二光纤合束器、手性耦合纤芯增益光纤；
25、所述第一高功率光纤隔离器输出端连接所述第二光纤合束器的信号光输入端，所述第三半导体泵浦激光器连接所述第二光纤合束器的泵浦光输入端，所述第二光纤合束器的信号光输出端连接所述手性耦合纤芯增益光纤；
26、所述输出系统包括泵浦光剥除器和输出端帽，所述手性耦合纤芯增益光纤输出端连接所述泵浦光剥除器后连接所述输出端帽。
27、基于第八种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述第一光纤合束器信号光输入端为单模保偏光纤，泵浦光输入端为多模光纤，其纤芯芯径为105μm；信号光输出端为双包层光纤，其芯径为14μm；
28、所述第三增益光纤为双包层增益光纤，其芯径为14μm；
29、所述第三半导体泵浦激光器配置为多模光纤耦合输出的高功率半导体激光器；
30、所述第二光纤合束器的信号光输出端芯径为30μm；通过芯径为30μm的双包层无源光纤与所述手性耦合纤芯增益光纤连接；
31、所述手性耦合纤芯增益光纤芯径为32μm。
32、有益效果：
33、本技术通过级联多个大色散量啁啾光纤光栅，可提供非常大的群延迟色散量，易于集成并易于控制，并具有动态可调谐性，可以提供展宽量较大且可调的线性啁啾脉冲以匹配后端压缩器。锁模振荡器产生的宽光谱脉冲经过大色散量展宽系统产生展宽后的线性啁啾脉冲，经脉冲选择降频后重复频率降低，从而更易进行功率放大，主放大级前全保偏光纤结构使系统不易受到外界因素的干扰，可支持整套系统的长期稳定运行。手性耦合纤芯光纤自身大芯径的优势同时具有滤除高阶模等独有优秀特性，其作为主放大级输出的大色散量线性啁啾脉冲光束能量高且光束质量优秀。
1.一种大色散量啁啾脉冲高光束质量全光纤激光器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的大色散量啁啾脉冲高光束质量全光纤激光器，其特征在于，
3.根据权利要求1-2任一项所述的大色散量啁啾脉冲高光束质量全光纤激光器，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的大色散量啁啾脉冲高光束质量全光纤激光器，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的大色散量啁啾脉冲高光束质量全光纤激光器，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的大色散量啁啾脉冲高光束质量全光纤激光器，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的大色散量啁啾脉冲高光束质量全光纤激光器，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的大色散量啁啾脉冲高光束质量全光纤激光器，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的大色散量啁啾脉冲高光束质量全光纤激光器，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的大色散量啁啾脉冲高光束质量全光纤激光器，其特征在于，
