[發(fā)明專利]一種全光纖渦旋光鎖模環(huán)形腔激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910696588.1
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110556690B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 甘久林;衡小波;楊中民;張智深;林巍
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/094;H01S3/0941;H01S3/098
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強(qiáng)

1.一種全光纖渦旋光鎖模環(huán)形腔激光器，其特征在于，所述激光器包括基模泵浦源、第一偏振控制器、軌道角動量模式產(chǎn)生器、波分復(fù)用器、渦旋增益光纖、光纖耦合器、鎖模器和渦旋光纖；

所述軌道角動量模式產(chǎn)生器包括第一端口和第二端口；

所述波分復(fù)用器包括第一端口、第二端口和第三端口；

所述光纖耦合器包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；

所述基模泵浦源經(jīng)單模光纖連接至軌道角動量模式產(chǎn)生器的第一端口，所述第一偏振控制器施加在單模光纖上，所述軌道角動量模式產(chǎn)生器的第二端口經(jīng)渦旋光纖連接至波分復(fù)用器的第一端口，所述波分復(fù)用器的第二端口經(jīng)渦旋增益光纖連接至光纖耦合器的第一端口，所述光纖耦合器的第二端口連接鎖模器至波分復(fù)用器的第三端口，所述波分復(fù)用器、光纖耦合器、鎖模器經(jīng)渦旋光纖連接構(gòu)成環(huán)形腔，所述光纖耦合器的第三端口輸出渦旋光鎖模激光；

所述渦旋光纖為對纖芯和包層的折射率優(yōu)化設(shè)計(jì)以使各矢量模式有效折射率差大于1×10^-4進(jìn)而支持軌道角動量模式穩(wěn)定傳輸?shù)墓饫w；

所述軌道角動量模式產(chǎn)生器、波分復(fù)用器、渦旋增益光纖、光纖耦合器和鎖模器均為渦旋光纖器件，支持軌道角動量模式在諧振腔內(nèi)和輸出端的產(chǎn)生和穩(wěn)定傳輸；

所述波分復(fù)用器、光纖耦合器、鎖模器經(jīng)渦旋光纖連接構(gòu)成環(huán)形諧振腔，基于同階模式泵浦機(jī)制和諧振腔濾模效應(yīng)，使得腔內(nèi)同階軌道角動量模式直接諧振，進(jìn)而在鎖模器作用下獲得高純度渦旋光鎖模激光輸出；

所述渦旋增益光纖為纖芯內(nèi)環(huán)形摻雜的鑭系稀土發(fā)光離子、過渡金屬離子、堿土金屬離子中一種或多種組合的渦旋光纖；

所述鎖模器為第二偏振控制器、偏振隔離器和第三偏振控制器組成的非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模器或第二偏振控制器、偏振隔離器和可飽和吸收體組成的可飽和吸收鎖模器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖渦旋光鎖模環(huán)形腔激光器，其特征在于，所述軌道角動量模式產(chǎn)生器為熔融型光纖模式選擇耦合器、長周期光纖光柵或手性光纖光柵，模式轉(zhuǎn)換效率大于70％，模式純度大于80％，第一端口采用單模光纖，第二端口采用渦旋光纖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖渦旋光鎖模環(huán)形腔激光器，其特征在于，所述波分復(fù)用器的第一端口、第二端口和第三端口均采用渦旋光纖。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖渦旋光鎖模環(huán)形腔激光器，其特征在于，所述光纖耦合器為渦旋光纖與渦旋光纖熔融拉錐制得的2×2耦合器，第一端口、第二端口、第三端口和第四端口均采用渦旋光纖。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖渦旋光鎖模環(huán)形腔激光器，其特征在于，所述渦旋光纖為支持軌道角動量模式穩(wěn)定傳輸?shù)碾A躍折射率環(huán)芯光纖、梯度折射率環(huán)芯光纖、梯度折射率光纖或逆拋物線折射率光纖。