1.一种高峰值功率高能量脉冲激光产生装置,其特征在于,所述装置包括:高反射率光纤光栅(1)、前向泵浦合束器(2)、增益光纤(3)、传能光纤(4)、后向泵浦合束器(5)、泵浦模块(6)、泵浦源驱动电源(7)、低反射率光纤光栅(8)和光纤输出端(9);其中,通过依次布设所述高反射率光纤光栅(1)、所述前向泵浦合束器(2)、所述增益光纤(3)、所述后向泵浦合束器(5)和所述低反射率光纤光栅(8)组成全光纤结构的光纤振荡器;其中,所述前向泵浦合束器(2)和所述后向泵浦合束器(5)均包含若干所述泵浦模块(6),所述泵浦模块(6)由所述泵浦源驱动电源(7)驱动,所述泵浦源驱动电源(7)用于控制所述泵浦模块(6)的功率和泵浦激光的时序,所述光纤输出端(9)与所述低反射率光纤光栅(8)连接;其中,所述传能光纤(4)位于所述增益光纤(3)和所述后向泵浦合束器(5)之间,所述传能光纤(4)通过光纤熔接的方式分别与所述增益光纤(3)和所述后向泵浦合束器(5)连接,用于产生受激拉曼散射效应。
2.根据权利要求1所述的一种高峰值功率高能量脉冲激光产生装置,其特征在于:所述增益光纤(3)为纤芯包层尺寸沿纵向均匀的光纤或者为纤芯包层尺寸沿纵向变化的光纤;并且所述增益光纤(3)为掺稀土离子光纤,所述稀土离子包括镱离子、铒离子、铥离子、钬离子。
3.根据权利要求1所述的一种高峰值功率高能量脉冲激光产生装置,其特征在于:所述传能光纤(4)为非稀土掺杂光纤,其连接端的纤芯包层尺寸与所述增益光纤(3)连接端的参数相同,且与所述后向泵浦合束器(5)连接端的参数也相同;所述传能光纤(4)连接端以外的其他位置为纤芯包层尺寸沿纵向均匀的光纤或者为纤芯包层尺寸沿纵向变化的光纤;所述传能光纤(4)的长度根据设计功率和拉曼阈值进行控制,长度范围为3-30米。
4.根据权利要求1所述的一种高峰值功率高能量脉冲激光产生装置,其特征在于:所述高反射率光纤光栅(1)的中心波长位于所述增益光纤(3)的增益带宽内,所述高反射率光纤光栅(1)的反射率大于95%,反射带宽>1nm,其纤芯和包层直径与所述增益光纤(3)连接端相同。
5.根据权利要求1所述的一种高峰值功率高能量脉冲激光产生装置,其特征在于:所述低反射率光纤光栅(8)的中心波长与所述高反射率光纤光栅(1)的中心波长相同,所述低反射率光纤光栅(8)的反射率范围为4%-50%,反射带宽>0.1nm,其纤芯和包层直径与所述增益光纤(3)连接端相同。
6.根据权利要求1任一项所述的一种高峰值功率高能量脉冲激光产生装置,其特征在于:所述前向泵浦合束器(2)包括信号端、泵浦端和输出端,所述前向泵浦合束器(2)的信号端的光纤纤芯直径与所述高反射率光纤光栅(1)的纤芯直径相同,所述前向泵浦合束器(2)的输出端的光纤纤芯和包层直径与增益光纤(3)的纤芯和包层直径相同。
7.根据权利要求1所述的一种高峰值功率高能量脉冲激光产生装置,其特征在于:所述后向泵浦合束器(5)包括信号端、泵浦端和输出端,所述后向泵浦合束器(5)的信号端的光纤纤芯直径与所述增益光纤(3)的纤芯与包层直径相同,所述后向泵浦合束器(5)的输出端的光纤纤芯直径与所述低反射率光纤光栅(8)的纤芯直径相同。
8.根据权利要求1所述的一种高峰值功率高能量脉冲激光产生装置,其特征在于:所述泵浦模块(6)分别与所述前向泵浦合束器(2)和所述后向泵浦合束器(5)的泵浦端的光纤连接,所述前向泵浦合束器(2)和所述后向泵浦合束器(5)的泵浦端的光纤具有相同的光纤尺寸;所述泵浦模块(6)的中心波长位于所述增益光纤(3)的吸收带内,且位于波长吸收超过第一阈值的波长位置;所述泵浦源驱动电源(7)为直流电源,用于控制所述泵浦模块(6)的输出电流和输出功率,所述泵浦源驱动电源(7)为连续输出电流或者为脉冲调制输出,调制电流脉冲具有可控脉宽和可控重频。
9.根据权利要求1所述的一种高峰值功率高能量脉冲激光产生装置,其特征在于:所述激光输出模块(9)包含包层光滤除器和光纤输出端帽,所述激光输出模块(9)所使用的光纤的纤芯直径与数值孔径不小于所述后向泵浦合束器(5)所使用的尺寸。
10.一种高峰值功率高能量脉冲激光产生方法,所述方法基于权利要求1-9任一项所述的装置来产生所述高峰值功率高能量脉冲激光;其特征在于:所述装置包括:高反射率光纤光栅(1)、前向泵浦合束器(2)、增益光纤(3)、传能光纤(4)、后向泵浦合束器(5)、泵浦模块(6)、泵浦源驱动电源(7)、低反射率光纤光栅(8)和光纤输出端(9);其中,通过依次布设所述高反射率光纤光栅(1)、所述前向泵浦合束器(2)、所述增益光纤(3)、所述后向泵浦合束器(5)和所述低反射率光纤光栅(8)组成全光纤结构的光纤振荡器;其中,所述前向泵浦合束器(2)和所述后向泵浦合束器(5)均包含若干所述泵浦模块(6),所述泵浦模块(6)由所述泵浦源驱动电源(7)驱动,所述泵浦源驱动电源(7)用于控制所述泵浦模块(6)的功率和泵浦激光的时序,所述光纤输出端(9)与所述低反射率光纤光栅(8)连接;其中,所述传能光纤(4)位于所述增益光纤(3)和所述后向泵浦合束器(5)之间,所述传能光纤(4)通过光纤熔接的方式分别与所述增益光纤(3)和所述后向泵浦合束器(5)连接,用于产生受激拉曼散射效应;所述方法具体包括:所述泵浦源驱动电源(7)产生脉宽驱动电流以驱动所述泵浦模块(6)产生泵浦光,所述泵浦光分别经由所述前向泵浦合束器(2)和所述后向泵浦合束器(5)注入到谐振腔中,所述增益光纤(3)吸收所述泵浦光后,在所述高反射率光纤光栅(1)和所述低反射率光纤光栅(8)的作用下产生准连续激光;当泵浦功率超过第二阈值时,所述谐振腔中产生受激拉曼散射,从而对所述谐振腔内的Q值进行调节,激光工作模式从所述准连续激光的状态转变为调Q状态,从而获得高峰值功率的脉冲激光输出。所述Q值为所述谐振腔的品质因数。