[實用新型]一種基于少模光纖的高階模布里淵光纖激光器

有效

• 申請號: 201820551973.8
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN208862359U
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 甘久林;衡小波;楊中民;張智深
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/30
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本實用新型公開了一種基于少模光纖的高階模布里淵光纖激光器，具有環形腔結構，包括窄線寬泵浦激光器、光放大器、第一光纖模式選擇耦合器、第一偏振控制器、光纖環形器、第二光纖模式選擇耦合器、第二偏振控制器和少模光纖；其中第一光纖模式選擇耦合器為腔外模式轉換器件，可以實現單模光纖中基橫模和少模光纖中特定高階模的定向選擇耦合；第二光纖模式選擇耦合器為腔內模式耦合器件，可以實現少模光纖中高階模和少模光纖中高階模的定向選擇耦合，基于環形腔內少模光纖的布里淵非線性增益，實現高階模式在腔內的諧振放大，直接輸出高階模式激光。

技術領域

本實用新型涉及光纖激光器、光通信技術領域，特別涉及一種基于少模光纖的高階模布里淵光纖激光器。

背景技術

高階模激光由于其獨特的空間強度、相位和偏振分布，具有廣泛的應用前景，并引起了人們越來越多的興趣。例如，在光通信領域，信息在幾種不同的高階模上調制，也就是模式分復用技術，可以顯著提高光通信中的傳輸容量。在光纖傳感領域，高階模可以達到更高的溫度和應變分辨精度。此外，由高階模變化而來的渦旋激光，在量子和納米光學、光學操縱、超分辨率成像和激光材料處理等方面都有很大的潛力。

在這些應用的推動下，研究者們提出了許多方法以產生高階模激光。目前，產生高階模激光的激光器大致可以分為兩類：體元件固體激光器和全光纖激光器。與前者相比，全光纖激光器具有成本低、靈活性好、穩定性好、體積小、效率高等優點。實現全光纖激光器的關鍵部件是高效率的全光纖模式轉換或選擇器件，包括錯位耦合技術、少模光纖布拉格光柵、長周期光纖光柵和模式選擇耦合器。這些模式轉換或選擇器件在全光纖激光器中的布局可分為兩類。第一類，該器件被放置在諧振腔的外部，并級聯在基橫模(LP01)激光的輸出光路徑中。第二類，該器件被放置在包含單模增益介質的激光諧振腔內。但嚴格來說，這兩類激光器仍然是基橫模諧振放大，而不是希望的高階模諧振放大。此外，因為器件的不完善，這兩種布局也會導致光束功率和質量退化，輸出高階模模式純度低。因此，實現一種高效率、全光纖和低成本的方法以獲得高純度、高穩定性和結構緊湊的高階模激光器具有重要的意義。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種基于少模光纖的高階模布里淵光纖激光器，基于布里淵非線性效應，以無源少模光纖為增益介質，實現了腔內高階模諧振放大，直接在激光器輸出端獲得高模式純度的高階模激光。另外，該激光器還具有結構緊湊、調節簡便、造價低廉、穩定性高等方面的優點。

本實用新型的目的通過以下的技術方案實現：一種基于少模光纖的高階模布里淵光纖激光器，包括：窄線寬泵浦激光器、光放大器、第一光纖模式選擇耦合器、第一偏振控制器、光纖環形器、第二光纖模式選擇耦合器、第二偏振控制器和少模光纖；

其中，所述光纖環形器為設有第一端口、第二端口和第三端口的三端口光纖環形器；所述的窄線寬泵浦激光器連接至光放大器；所述光放大器連接至第一光纖模式選擇耦合器的第一端口，所述第一光纖模式選擇耦合器的第二端口經第一偏振控制器連接至光纖環形器的第一端口；所述光纖環形器的第二端口連接第二光纖模式選擇耦合器的第一端口；所述第二光纖模式選擇耦合器的第二端口經第二偏振控制器和少模光纖連接至光纖環形器的第三端口以此構成環形腔；所述第二光纖模式選擇耦合器的第三端口輸出激光。

優選的，所述的窄線寬泵浦激光器，選用C波段功率可調諧的窄線寬半導體激光器或窄線寬光纖激光器，線寬低于1MHz。

優選的，所述的光放大器，選用高增益摻鉺光纖放大器或1550nm波段半導體光放大器。

優選的，所述的第一光纖模式選擇耦合器，為單模光纖與少模光纖熔融拉錐制得的2×2的耦合器，可以實現單模光纖中的基橫模和少模光纖中特定高階模式間的定向選擇耦合，第一和第四端口為單模光纖，第二和第三端口為少模光纖。

優選的，所述的光纖環形器，為少模光纖環形器，三個端口的尾纖為少模光纖。