[发明专利]基于少模光纤光栅的全光纤轴对称偏振光束激光器及产生方法

摘要

基于少模光纤光栅的全光纤轴对称偏振光束激光器及其轴对称偏振激光光束产生方法，利用少模光纤光栅特殊的波长--横模对应特性，在光纤谐振腔内结合波长选择器件，实现轴向偏振激光光束输出。该激光器主要包括泵浦源、增益介质、波长选择组件和含有少模光纤光栅的模式选择组件。本发明输出具有高偏振纯度、单波长窄线宽、方便实现径向偏振激光和角向偏振激光可控切换等特性。本发明没有任何空间耦合器件参与其中，结构上更加稳定，便于移动和产品化，是真正意义上的全光纤轴对称偏振光束激光器。

主权项

基于少模光纤光栅的全光纤轴对称偏振光束激光器，其特征在于包括：泵浦源、增益介质、波长选择组件、模式耦合部分及模式选择组件，其中：所述泵浦源，为半导体激光器，与波分复用器相连，并向与波分复用器公共端相连的增益介质输入连续激光，激励增益介质工作产生激光；所述增益介质为稀土掺杂光纤，两端分别和波长选择元件及模式耦合部分相连，在泵浦源激光的激发下发生受激辐射产生激光，其模式为基模；所述波长选择组件，为单模光纤光栅或者宽带反射器件和带通滤波器组合所述单模光纤光栅与波分复用器一端相连；所述的带通滤波器分别和宽带反射器与波分复用器的另一端相连；同时，单模光纤光栅或宽带反射器作为全光纤轴对称偏振光束激光器的一个腔镜；所述单模光纤光栅的反射波长和带通滤波器的透射波长均与少模光纤光栅的基模反射波长相同，以此来控制全光纤轴对称偏振光束激光器的谐振波长与少模光纤光栅的基模反射波长相同；所述模式耦合部分，由稀土掺杂光纤与少模光纤光栅所连接的少模光纤错位熔接构成，或是由稀土掺杂光纤续接的单模光纤与少模光纤光栅所连接的少模光纤错位熔接构成；所述模式耦合部分两端分别与稀土掺杂光纤和模式选择组件相连，经过模式耦合部分稀土掺杂光纤产生的基模一部分转化为一阶高阶模，另一部分保留为基模，也就是变为基模和一阶高阶模的混合模式，所述一阶高阶模式包括径向偏振的TM01模式和角向偏振的TE01模式；所述模式选择组件，用于选择和调整输出光束的横模特性，它由偏振控制器和少模光纤光栅组成，少模光纤光栅续接的少模光纤穿过偏振控制器与模式耦合部分相连；所述少模光纤是指允许除了基模之外，还允许一阶高阶模式传输的光纤；所述少模光纤光栅是指在对于反射波长为少模光纤上刻写的布拉格光栅，对于少模光纤光栅，一阶高阶模与基模在该少模光纤光栅上的反射波长不同；当激光谐振波长和少模光纤光栅的基模反射波长相同时，由稀土掺杂光纤产生的基模激光每次经过模式耦合部分得到的混合模式中的基模满足反射条件而被反射回腔内作为谐振模式，而一阶高阶模由于不受少模光纤光栅的限制而成为输出模式，少模光纤光栅与波长选择组件共同作用保证输出光束单波长窄线宽特性，并通过偏振控制器挤压和拧转光纤来调节输出光束在径向偏振和角向偏振之间切换。