[发明专利]一种全光纤柱矢量脉冲激光器

说明书

本发明公开了一种全光纤柱矢量脉冲激光器，通过将少模长周期光栅加入激光腔内，作为模式转换器件；四氧化三铁磁性溶液作为可饱和吸收体调节腔内损耗，实现柱矢量脉冲光的输出，并提出了一种成本低、操作简单的戳泡式镀膜方法用于可饱和吸收体和光纤激光器的集成，该激光器主要包括放大器、环形器、模式选择器、少模长周期光纤光栅、镀膜的光纤端面、可饱和吸收体等。由于少模长周期光纤光栅具有高模式耦合效率和低插入损耗，以及所采用的可饱和吸收体具有恢复速度快、调制深度大等特性，所以该激光器可输出高纯度的超快柱矢量脉冲光，且具有操作简单、成本低、集成度高等优点，可应用于通信、显微成像等领域。

技术领域

本发明涉及光纤激光器领域，具体涉及一种全光纤柱矢量脉冲激光器。

背景技术

柱矢量光是一种在空间上非同一分布的光场，其偏振在横截面上呈对称分布，主要分为角向和径向偏振两种偏振态，由于其特殊的偏振和振幅分布，使得其在很多领域都有广泛的应用，如显微成像、材料加工、光通信等领域。

相比于主动锁模或调q脉冲激光器，基于可饱和吸收体的脉冲激光器以其结构简单、体积小、价格低、稳定性高等优点越来越受到广泛的研究和关注，作为一个新型的可饱和吸收材料，四氧化三铁具有很大的三阶非线性磁化率和高的非线性吸收，另外它还具有半导体特性，具有可调的带宽和皮秒量级的恢复速度，由于其优越的性能也很快地被应用到超快脉冲激光器中，但是基于四氧化三铁地柱矢量脉冲激光器还没有报道过。

目前有很多种将可饱和吸收体加入到光纤激光器中的方法，(a)将材料涂在拉锥光纤的锥区或者D型光纤的抛光面，但是成本高、制作方法也比较麻烦，并且在微小的外力作用下就可能折断；(b)夹在两根跳线之间，用法兰盘连接，此处采用制备复合薄膜或者滴涂在光纤跳线的端面上，然后但是制作薄膜的过程较为复杂，直接滴涂的方法制作出来的薄膜很厚并且厚度无法控制；

目前大多数的柱矢量脉冲激光器，其模式转换大多集中于采用错位焊接或者模式选择器的方式，插入损耗大，耦合效率低，难以实现高效率的柱矢量激光输出。

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，提出一种高效率柱矢量脉冲激光器，具有结构简单、纯度高、稳定性高、便于集成化等特点。

本发明解决其技术问题的技术方案为：

一种全光纤柱矢量光束激光器，包括放大器、环形器、模式选择器、少模长周期光纤光栅、镀膜的光纤端面、四氧化三铁可饱和吸收体，其中：

所述放大器，用于提供激光产生和放大，产生基模光束，由泵浦源、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；所述的增益介质为掺杂稀土离子光纤；

所述环形器，用于控制激光环腔单向运转，激光从①端射入，再从②端口射出，其中②端口串联着模式选择器和少模长周期光栅，最后由部分反射的镀膜端面反射回②端口，从③端口射出，继续在激光环腔中运转。

所述模式选择器，可以是偏振控制器，用来调整入射到少模长周期光纤光栅上的基模光束的偏振态，选择性的激发径向或角向偏振光。

所述长周期光纤光栅，是指在两模光纤上刻写的长周期光栅，采用电弧脉冲技术点对点刻写而成，在共振波长处可以实现从基模到一阶模式的耦合，且模式耦合效率高,插入损耗小。

所述镀膜光纤端面，是为宽谱响应且部分反射的输出端面。

所述耦合器，为1：99的光纤耦合器，其中1％的输出用于脉冲、光谱和频谱的检测。