[發明專利]具有攜帶受控軌道角動量的光束的激光裝置

有效

• 申請號: 201580068009.9
• 申請日: 2015-12-15
• 公開（公告）號: CN107258040B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 阿諾德·加爾納什-克勒約;米哈埃·穆亞拉;伊莎貝爾·薩涅斯;盧卡·勒格拉蒂耶;穆罕默德·澤爾拉稀;穆罕默德·賽格伊拉尼;菲利浦·拉蘭納
• 申請（專利權）人: 蒙彼利埃大學;法國國家科學研究中心
• 主分類號: H01S5/14
• 分類號: H01S5/14;H01S5/183;H01S5/10
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 謝攀;劉繼富

1.一種用于產生螺旋形相位光波的激光裝置(250)，包括：

-增益區(203)，其位于由第一反射鏡(202)限定的一個第一端和由出口區域限定的第二端之間，

-第二反射鏡(206)，其布置為與所述第一反射鏡(202)一起形成光學腔，所述光學腔包括所述增益區(203)和在所述出口區域和所述第二反射鏡(206)之間的間隙(207)，

-用于對所述增益區(203)進行泵浦以產生光波的部件，

-用于對光波進行橫向濾波的至少一個部件，其布置為選擇光波的至少一個旋轉對稱橫模，所述旋轉對稱橫模是從具有等于零的徑向指數且具有模數為大于或等于1的整數的方位角指數的那些中選出的，

其特征在于，所述用于對光波進行橫向濾波的至少一個部件(204)包括以下功能區域：

-中心盤狀區(303)，其提供在最小相移值(411)和最大相移值(412)之間的高損耗，和

-第一環形區(302)，其位于中心縱向軸線周圍；和第二環形區，其位于所述第一環形區周圍，其中所述第一環形區和所述第二環形區各自提供模態方位角漸變相移，和

-功能化的吸收區域(701)或泵浦區域(503)，其位于周邊區域，所述周邊區域位于所述第一環形區外部。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述用于對光波進行橫向濾波的至少一個部件(204)以中心縱向軸線為中心。

3.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述中心盤狀區(303)被劃分為兩個子區域，提供所述最小相移值的第一子區域(402)，和提供所述最大相移值的第二子區域(403)，所述中心盤狀區提供模態損耗。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的裝置，其中，針對所述光學腔中的光波的最多一圈以及一次往返，所述第一環形區(302)提供在所述最小相移值(411)和所述最大相移值(412)之間的至少一個分級擾動螺旋相移，所述第一環形區提供包含從2π*1·10^-5到2π/5的模態相移。

5.根據權利要求1-3中任一項所述的裝置，其中，所述用于對光波進行橫向濾波的至少一個部件(204)包括位于或鄰近以下位置之一的一個單個掩模：

-光波的波腹，

-所述增益區上，

-所述第二反射鏡(206)表面上。

6.根據權利要求1-3中任一項所述的裝置，其中，所述用于對光波進行橫向濾波的至少一個部件(204)包括用至少一個功能化區域圖案化的多個掩模，并且所述多個掩模中的至少一個位于或鄰近光波的波腹。

7.根據權利要求1-3中任一項所述的裝置，其中，所述用于對光波進行橫向濾波的至少一個部件(204)是使用III-V半導體技術制造的平坦光子元件。

8.根據權利要求1-3中任一項所述的裝置，其中，所述中心盤狀區(303)和所述第一環形區(302)的相移是通過所述用于對光波進行橫向濾波的至少一個部件(204)的折射率變化來提供的。

9.根據權利要求1-3中任一項所述的裝置，其中，所述中心盤狀區(303)和所述第一環形區(302)的相移值是通過控制所述用于對光波進行橫向濾波的至少一個部件(204)的2D光柵尺寸特性來提供的。

10.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述用于對增益區(203)進行泵浦的部件包括：

-用于發射泵浦激光束的泵浦激光器，

-布置為對所述泵浦激光束的強度進行空間成形的部件，

其特征在于，用于對光波的光強度和相位分布進行成形的至少一個部件包括所述用于對所述泵浦激光束的強度進行空間成形的部件，并且布置為將泵浦光束強度圖案投射到與至少一個選定的光波的旋轉對稱橫向模式對應的出口區域上。

11.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述用于對增益區進行泵浦的部件包括所述增益區的電泵浦。