[发明专利]基于椭球腔面的光纤微腔、激光器及光纤制备方法

权利要求书

1.一种基于椭球腔面的光纤微腔，由第一光纤端面与第二光纤端面共同构成，所述第一光纤和第二光纤同轴设置；所述第一光纤端面和/或第二光纤端面为凹椭球腔面。

2.根据权利要求1所述的基于椭球腔面的光纤微腔，所述第一光纤端面和第二光纤端面的间距为光纤微腔的腔长，腔长在1-1000μm。

3.根据权利要求1所述的基于椭球腔面的光纤微腔，所述凹椭球腔面的典型深度为0.1至20微米。

4.根据权利要求1所述的基于椭球腔面的光纤微腔，所述凹椭球腔面横截面的长轴与短轴的曲率半径比值的典型值在1.1至10之间。

5.根据权利要求1所述的基于椭球腔面的光纤微腔，所述第一光纤端面和第二光纤端面镀有高反膜；镀膜后对激光反射率的典型值高于99％。

6.一种基于椭球腔面的光纤微腔的激光器，包括：

激光源，用于发出激光信号至第一光纤中；

权利要求1至5任一项所述的光纤微腔；由第二光纤端面与所述第一光纤端面共同构成，所述第一光纤端面和/或第二光纤端面为凹椭球腔面；以及

调节部，用于调节所述第一光纤和第二光纤之间的距离或旋转角度，实现最终输出激光信号劈裂程度精确可调。

7.一种基于椭球腔面的光纤的制备方法，用于制备具有权利要求1至5任一项所述光纤微腔的光纤，所述基于椭球腔面的光纤的制备方法，包括：

步骤S1：根据要获得的劈裂程度确定椭球腔面的尺寸数据；

步骤S2：根据椭球腔面的尺寸数确定加工所用的脉冲激光的间隔距离及数量；以及

步骤S3：控制脉冲激光的脉冲间隔及强度，完成预定尺寸的椭球腔面的加工，镀膜后完成基于椭球腔面的光纤的制备。

8.根据权利要求7所述的基于椭球腔面的光纤的制备方法，步骤S1中，光纤的椭球腔面内驻波的频率劈裂Δv，可由如下公式表征：

其中，Δφ_A表示两种偏振的极化模式在第一光纤端面处的相位差；Δφ_B表示两种偏振的极化模式在第二光纤端面处的相位差，θ表示偏振方向与椭球腔面长轴的夹角。

9.根据权利要求8所述的基于椭球腔面的光纤的制备方法，Δφ_A、Δφ_B可由如下公式计算得到：

其中，∈_A为第一光纤端面的椭球腔面的偏心率，∈_B为第二光纤端面的椭球腔面的偏心率，k为激光波长对应的波矢，为第一光纤端面的椭球腔面的短轴长；为第二光纤端面的椭球腔面的短轴长。

10.根据权利要求8所述的基于椭球腔面的光纤的制备方法，腔长为L时的自由光谱范围v_FSR公式表达如下：

其中，c为介质光速。