[发明专利]一种涡旋光单频光纤激光器

摘要

本发明公开了一种涡旋光单频光纤激光器，所述激光器包括基模泵浦源、偏振控制器、轨道角动量模式产生器、波分复用器、增益离子环形掺杂的涡旋增益光纤、光纤隔离器、选频器、光纤耦合器和涡旋光纤。本发明基于涡旋光纤的模式分离和优化设计，采用涡旋光纤器件可确保特定阶轨道角动量模式在谐振腔内和输出端的产生和稳定传输。基于同阶模式泵浦机制和谐振腔滤模效应，使得腔内同阶轨道角动量模式的信号光获得增益最大化，进而获得涡旋光激光。通过选频器和控制腔长，使得腔内只有一个纵模起振，保证涡旋光单频激光输出。本发明基于环形腔内单一模式直接谐振机制，输出的涡旋光单频激光具有模式纯度高和光束质量好等优点。

主权项

1.一种涡旋光单频光纤激光器，其特征在于，所述激光器包括基模泵浦源、偏振控制器、轨道角动量模式产生器、波分复用器、增益涡旋光纤、光纤隔离器、选频器、光纤耦合器和涡旋光纤；/n所述轨道角动量模式产生器具有第一端口和第二端口；/n所述波分复用器具有第一端口、第二端口和第三端口；/n所述光纤耦合器具有第一端口、第二端口和第三端口；/n所述基模泵浦源经单模光纤连接至轨道角动量模式产生器的第一端口，所述偏振控制器施加在单模光纤上，所述轨道角动量模式产生器的第二端口经涡旋光纤连接至波分复用器的第一端口，所述波分复用器的第二端口经涡旋增益光纤连接至光纤隔离器的一端，所述光纤隔离器的另一端连接至选频器的一端，所述选频器的另一端连接至光纤耦合器的第一端口，所述光纤耦合器的第二端口连接至波分复用器的第三端口，所述光纤耦合器的第三端口输出涡旋光单频激光；/n所述涡旋光纤为纤芯和包层的折射率满足高折射率对比度以使涡旋光纤中支持的各矢量模式有效折射率差大于1×10^-4进而支持轨道角动量模式稳定传输的光纤；/n所述轨道角动量模式产生器、波分复用器、增益涡旋光纤、光纤隔离器、选频器和光纤耦合器均为涡旋光纤器件，支持阶轨道角动量模式在谐振腔内和输出端的产生和稳定传输；/n所述选频器为超窄带纵模滤波器，使得谐振腔内有且只有一个纵模起振；/n所述波分复用器、增益涡旋光纤、光纤隔离器、选频器和光纤耦合器经涡旋光纤连接构成环形谐振腔，基于同阶模式泵浦机制和谐振腔滤模效应，使得腔内同阶轨道角动量模式直接谐振，进而获得高纯度涡旋光单频激光输出。/n