[發明專利]基于布拉格光柵的可選橫模輸出激光器及激光輸出方法

有效

• 申請號: 202110745374.6
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113471800B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 汪莎;王少乾;李悅;周壽桓
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;H01S3/067
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 黃芷;吳桐

1.一種基于布拉格光柵的可選橫模輸出激光器，包括泵浦源、波分復用器、增益介質、偏振控制器、有效橫模選擇元件、光纖布拉格光柵一、激光輸出端，其特征在于：組成所述有效橫模選擇元件的結構包括非對稱F-P腔；所述非對稱F-P腔是由光纖布拉格光柵二和高反射腔鏡構成；經光纖布拉格光柵二進入非對稱F-P腔內的光束，由高反射腔鏡進行反射；通過改變或選擇由光纖布拉格光柵二和高反射腔鏡構成的非對稱F-P腔的腔長，控制特定波長的光束經光纖布拉格光柵二從非對稱F-P腔內反射回諧振腔中；通過偏振控制器改變光束偏振態，最后在激光輸出端實現對應模式的輸出；所述諧振腔的兩端腔壁是由光纖布拉格光柵一和光纖布拉格光柵二構成；所述特定波長是指與激光輸出端輸出的模式相匹配的波長，其基本原理是光纖布拉格光柵的橫模-波長相關特性。

2.根據權利要求1所述的一種基于布拉格光柵的可選橫模輸出激光器，其特征在于：組成所述有效橫模選擇元件的結構包括非對稱F-P腔；所述非對稱F-P腔是由光纖布拉格光柵二和一個高反射腔鏡構成，且高反射腔鏡可沿光軸移動；經光纖布拉格光柵二進入非對稱F-P腔內的光束，由高反射腔鏡進行反射；通過移動高反射腔鏡改變由光纖布拉格光柵二和高反射腔鏡構成的非對稱F-P腔的腔長，控制特定波長的光束經光纖布拉格光柵二從非對稱F-P腔內反射回諧振腔中；通過偏振控制器改變光束偏振態，最后在激光輸出端實現對應模式的輸出；所述諧振腔的兩端腔壁是由光纖布拉格光柵一和光纖布拉格光柵二構成。

3.根據權利要求1所述的一種基于布拉格光柵的可選橫模輸出激光器，其特征在于：組成所述有效橫模選擇元件的結構包括非對稱F-P腔，還包括半波片、偏振分光棱鏡；所述半波片用于改變光束的相位；所述偏振分光棱鏡用于改變光束方向，同時起到改變光束的偏振態的作用；所述非對稱F-P腔是由光纖布拉格光柵二和兩個高反射腔鏡構成；半波片和偏振分光棱鏡位于非對稱F-P腔內，且滿足任意一個高反射腔鏡與偏振分光棱鏡之間的距離不同；由光纖布拉格光柵二、半波片、偏振分光棱鏡和任意一個高反射腔鏡構成一條光路；經光纖布拉格光柵二進入非對稱F-P腔內的光束，依次通過半波片和偏振分光棱鏡的調整，選擇由任意一個高反射腔鏡進行反射，控制特定波長的光束經光纖布拉格光柵二從非對稱F-P腔內反射回諧振腔中；通過偏振控制器改變光束偏振態，最后在激光輸出端實現對應模式的輸出；所述諧振腔的兩端腔壁是由光纖布拉格光柵一和光纖布拉格光柵二構成。

4.根據權利要求3所述的一種基于布拉格光柵的可選橫模輸出激光器，其特征在于：所述高反射腔鏡可沿光軸移動。

5.根據權利要求1-4任一所述的一種基于布拉格光柵的可選橫模輸出激光器，其特征在于：所述高反射腔鏡為銀鏡；或者所述高反射腔鏡為光纖布拉格光柵。

6.根據權利要求1-4任一所述的一種基于布拉格光柵的可選橫模輸出激光器，其特征在于：所述激光器包括泵浦源、波分復用器、增益介質、偏振控制器、有效橫模選擇元件、光纖布拉格光柵一、激光輸出端；所述偏振控制器包括2個，分別記為偏振控制器一和偏振控制器二；

泵浦源與波分復用器相連，并通過波分復用器將泵浦光耦合至增益介質，向增益介質提供能量，激勵增益介質工作；

波分復用器有3個端口，分別記為端口一、端口二、端口三；端口一為泵浦光輸入端，其與泵浦源輸出端相連；端口二為泵浦光輸出端，其與增益介質相連；端口三與偏振控制器一相連；

增益介質為摻鐿光纖，其兩端分別與偏振控制器二、波分復用器相連；

偏振控制器二的兩端分別與增益介質、有效橫模選擇元件相連；

偏振控制器一的兩端分別與波分復用器、光纖布拉格光柵一相連；

光纖布拉格光柵一的兩端分別與偏振控制器一、激光輸出端相連；

光纖布拉格光柵一和有效橫模選擇元件中的光纖布拉格光柵二構成諧振腔，且所述諧振腔為線性諧振腔；根據布拉格反射條件，利用有效橫模選擇元件選擇特定波長的光束返回諧振腔中，并結合偏振控制器改變光束偏振態，最后在激光輸出端實現對應模式的輸出。