[實用新型]一種基于薄膜型空間濾波器的波導模式控制器

有效

• 申請號: 201320834233.2
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN203720405U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 羅朝明;童耀南;吳健輝;陶揚威;楊宣兵;歐陽竟成;萬軍華
• 申請（專利權）人: 湖南理工學院
• 主分類號: G02B6/34
• 分類號: G02B6/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及波導激光器件領域，特別涉及一種基于薄膜型空間濾波器的波導模式控制器。?

背景技術

?近年來，波導模式控制器受到越來越多的關注，尤其在高功率激光領域。為了獲得更高功率的激光通常需要增大波導的芯徑，但芯徑的增加必然激發起波導高階模，從而使輸出光束質量下降。為了提高大芯徑波導輸出激光的光束質量，需要對波導的模式進行控制。目前實現波導模式控制器的主要方法有：光子晶體光纖、彎曲損耗、錐形光纖、功率增益導引、螺旋芯光纖。光子晶體光纖抑制高階模效果最佳，但是其制作工藝復雜，成本較高，且光子晶體光纖柔性差，較難實現全光纖結構；彎曲損耗法比較簡單，在模式不太多的情況下抑制效果較好，但是對更大芯徑的光纖效果有限，且影響激光的模場；錐形光纖方法也比較簡單，但由于纖芯變細，在高功率下容易損傷；另外，功率增益導引和螺旋芯光纖等方法都需要在制作光纖時采用特殊的制作工藝，成本較高。因此，為了降低成本和提高高階模抑制效果，人們有必要進一步探索波導模式控制器。?

發明內容

本實用新型提出在多模波導中嵌入薄膜型空間濾波器來實現波導模式控制器，能有效抑制波導的高階模，改善激光光束質量。該實用新型具有較為簡單、成本較低和高階模抑制效果好的特點，可應用于波導激光器中。?

??下面闡述本實用新型的技術解決方案。

一種波導模式控制器，包括多模波導和薄膜型空間濾波器，其特征在于，在多模波導中嵌入薄膜型空間濾波器，利用薄膜型空間濾波器來控制通過的波導模式，從而實現波導模式的控制。?

多模波導可以是常規介質波導、金屬波導或光子晶體波導，由波導理論可知每一種波導模式對應唯一的模角。?

薄膜型空間濾波器可以是折射率沿波導縱向變化的一維薄膜結構以及橫向和縱向都改變的二維結構。?

薄膜型空間濾波器結構的參數，由需要設計的空間濾波器的角域帶寬和工作波長決定。?

?多模波導中的激光光束通過薄膜型空間濾波器時，模角不在空間濾波器角域帶寬以內的波導模式被抑制。

通過調整薄膜型空間濾波器的角域帶寬，可實現波導模式的控制。?

相較于現有模式控制技術，本實用新型提出在多模波導中嵌入薄膜型空間濾波器實現波導模式控制器。該實用新型實現較為簡單、成本較低，且高階模抑制效果好，適合應用于波導激光器領域。?

附圖說明

圖1：基于薄膜型空間濾波器的波導模式控制器的結構示意圖。?

圖2：基于薄膜型空間濾波器的波導模式控制器單元之常規介質多模波導示例。?

圖3：基于薄膜型空間濾波器的波導模式控制器單元之金屬多模波導示例。?

圖4：基于薄膜型空間濾波器的波導模式控制器單元之光子晶體多模波導示例。?

圖5：基于多層漸變薄膜型低通空間濾波器的常規介質平板波導模式控制器實施例的結構示意圖。?

圖6：多層漸變薄膜型低通空間濾波器的結構示意圖。?

圖7：常規介質平板波導的基模激光光束通過角域帶寬為?的多層漸變薄膜型低通空間濾波器的傳輸效果圖。?

圖8：常規介質平板波導的一階TE模激光光束通過角域帶寬為的多層漸變薄膜型低通空間濾波器的傳輸效果圖。?

圖9：常規介質平板波導的二階TE模激光光束通過角域帶寬為的多層漸變薄膜型低通空間濾波器的傳輸效果圖。?

圖10：常規介質平板波導的基模激光光束通過角域帶寬為的多層漸變薄膜型低通空間濾波器的傳輸效果圖。?

圖11：常規介質平板波導的一階TE模激光光束通過角域帶寬為的多層漸變薄膜型低通空間濾波器的傳輸效果圖。?

圖12：常規介質平板波導的二階TE模激光光束通過角域帶寬為的多層漸變薄膜型低通空間濾波器的傳輸效果圖。?

?具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作詳細說明，但不應以此限制本實用新型的保護范圍。?

圖1為本實用新型波導模式控制器的結構示意圖，在多模波導（1）中嵌入薄膜型空間濾波器（2）來實現波導模式的控制。多模波導（1）可以是如圖2所示的常規介質波導、圖3所示的金屬波導、圖4所示的光子晶體波導三種波導中的任意一種。?

圖5為本實用新型的具體實施例，多模波導選用的是常規介質平板波導，薄膜型空間濾波器選用多層漸變薄膜型低通空間濾波器，實現對常規介質平板波導模式的控制。?