[发明专利]一种产生柱矢量光束的随机分布反馈光纤激光器

说明书

本发明公开了一种产生柱矢量光束的随机分布反馈光纤激光器，由于激光器中随机分布反馈的存在，输出的柱矢量光束具有低相干的特性。该激光器主要包括高反射镜、模式输出模块、放大器模块以及随机分布反馈模块。本发明利用光纤谐振环提供随机分布反馈，模式选择耦合器实现柱矢量光束的输出。本发明结构简单，集成度高，成本低廉，适用于需要低相干柱矢量激光光源的特殊领域。

技术领域

本发明涉及光纤激光器领域，尤其涉及一种产生柱矢量光束的随机分布反馈光纤激光器。

背景技术

柱矢量光束是一类偏振在光束横截面呈现轴对称分布的非均匀光束，其中最具代表性的就是径向偏振光束以及角向偏振光束。因为它们对称的偏振分布以及强聚焦条件下所体现出来的独特性质，柱矢量光束在高分辨成像、通信、材料加工、光学捕获等领域都展现出了独特的应用价值。光纤激光器具有集成度高、成本低等优点，结合光纤激光器产生柱矢量光束在这些年获得了广泛的报道。但是，传统光纤激光器输出的光具有高相干特性，这在一定程度上限制了柱矢量光束的应用。

随机分布反馈光纤激光器在近些年也获得了广泛的研究。在这种激光器中，激光器的反馈由光纤中的背向散射光提供，所输出的激光具有较低的相干性。光纤随机激光器因为具有低成本、低技术门槛以及特殊的输出特性等优点使得它们在通信、传感、成像等领域都有着潜在的应用价值。

截止目前，仍然没有有关在随机分布光纤激光器中实现柱矢量光束输出的报道。相信利用随机分布反馈光纤激光器的一些优异特性一定能够大大的拓展柱矢量光束的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术中所描述的不足，提出了一种产生柱矢量光束的随机分布反馈光纤激光器，具有输出激光相干性低、阈值低、结构简单、成本低等特点。

本发明解决其技术问题的技术方案为：

一种产生柱矢量光束的随机分布反馈光纤激光器，由于激光器中随机分布反馈的存在，输出的柱矢量光束具有低相干的特性。该激光器主要包括高反射镜、模式输出模块、放大器模块以及随机分布反馈模块。本发明利用光纤谐振环提供随机分布反馈，模式选择耦合器实现柱矢量光束的输出。本发明结构简单，集成度高，成本低廉，适用于需要低相干柱矢量激光光源的特殊领域。

一种产生柱矢量光束的随机分布反馈光纤激光器，包括高反射镜、模式输出模块、放大器模块以及随机分布反馈模块，其中：

所述高反射镜，可以是光纤环路反射镜、光纤布拉格光栅、垂直切割并镀上金属膜的光纤端面；

所述模式输出模块，用于实现模场的选择性输出，它由偏振控制器和模式选择耦合器组成；所述模式选择耦合器由一根单模光纤和一根少模光纤通过熔融拉锥缠绕的方式制得，其中单模光纤只支持基模传输，少模光纤除了基模之外，还支持一阶高阶模式的传输；拉锥缠绕的区域为耦合区，由于两根光纤纤芯离得很近，耦合区内将会发生模场间的能量交换，在单模光纤中传输的基模的能量会部分耦合到少模光纤中一阶高阶模式上去，从而在少模光纤端口获得一阶高阶模式的输出，而未被耦合的基模则会在单模光纤的另一端输出，由此实现了基模以及一阶高阶模式在不同端口的选择性输出；所述偏振控制器，放置于少模光纤输出端口，用于调整输出偏振态，从而获得可调谐的一阶高阶模式输出；所述一阶高阶模式包含TM₀₁和TE₀₁模式，分别对应于径向和角向偏振光；

所述放大模块，可以为泵浦源、波分复用器和增益介质构成，所述泵浦源为半导体激光二极管，与波分复用器的反射端相连，并向与波分复用器的公共端相连的增益介质输入连续激光，用于提供激光产生和放大；所述的增益介质为掺杂稀土离子光纤；

所述随机分布反馈模块，用于向腔内提供随机分布反馈，可以是光纤谐振环，其中的一个端口连接了光纤隔离器或者光纤尾端做了倾斜切割处理。

其中，模式输出模块中的模式选择耦合器的两单模光纤端口分别与高反射镜以及放大器模块相连。