[发明专利]一种涡旋光光纤激光器及其控制方法

摘要

本发明公开了一种涡旋光光纤激光器及其控制方法。本发明采用波分复用器、增益光纤、输出光耦合器、第一第二偏振控制器、第二偏振控制器和偏振隔离器构成偏振旋转锁模环形腔，采用压力型长周期光栅和挤压型偏振控制器构成光轨道角动量转换器；耦合器的输出端为单模光纤输出基模光；基模光传输至双模光纤；压力型长周期光栅向双模光纤施加压力，从而将基模转换为高阶模LP₁₁；挤压型偏振控制器向双模光纤施加压力，使得由高阶模LP₁₁分解的两个正交分量LP_11a和LP_11b间产生π/2相位差，从而产生涡旋光；本发明实现了结构简单的飞秒脉冲涡旋光的输出，并且能够调节涡旋光的拓扑荷的阶数；同时调节环形腔中的偏振控制能使得输出光在连续光和脉冲光之间转换。

主权项

1.一种涡旋光光纤激光器，其特征在于，所述涡旋光光纤激光器包括：泵浦源、波分复用器、增益光纤、输出光耦合器、第一和第二偏振控制器、偏振隔离器、少模光纤、压力型长周期光栅以及挤压型偏振控制器；其中，泵浦源通过单模光纤连接至波分复用器的第一端口；波分复用器的第二端口通过增益光纤连接至输出光耦合器的第一端口；输出光耦合器的第二端口经单模光纤依次连接第一偏振控制器、偏振隔离器和第二偏振控制器至波分复用器的第三端口；波分复用器、增益光纤、输出光耦合器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、偏振隔离器和输出光耦合器构成偏振旋转锁模环形腔；输出光耦合器的第三端口为输出端，采用单模光纤，输出光耦合器的输出端连接少模光纤；少模光纤依次穿过压力型长周期光栅和挤压型偏振控制器，压力型长周期光栅和挤压型偏振控制器构成光轨道角动量转换器；泵浦源发出泵浦光经波分复用器进入增益光纤，激发增益光纤中的增益介质产生自发辐射光，经过输出光耦合器和第一偏振控制器，进入偏振隔离器，变成线偏振光；再经过第二偏振控制器变成椭圆偏振光，经波分复用器继续在偏振旋转锁模环形腔循环，由于自相位调制和交叉相位调制产生非线性相移，导致椭圆偏振光的长轴旋转，旋转的角度与光的强度有关，由第一偏振控制器选择把强度最强的光的偏振态转变成线偏振，并且偏振方向与偏振隔离器的透振方向相同，从而使得强度最强的光通过偏振隔离器，第一偏振控制器、偏振隔离器和第二偏振控制器形成类可饱和吸收体使得激光器锁模出现脉冲；耦合器的输出端为单模光纤，只输出基模光；基模光传输至少模光纤；压力型长周期光栅向少模光纤施加压力，从而将基模转换为高阶模LP11；挤压型偏振控制器向少模光纤施加压力，使得由高阶模LP11分解的两个正交分量LP11a和LP11b之间产生π/2相位差，然后线性叠加从而产生涡旋光。