[发明专利]一种8字腔轨道角动量模式锁模光纤激光器

摘要

本发明公开了一种8字腔轨道角动量模式锁模光纤激光器，所述激光器包括基模泵浦源、第一偏振控制器、轨道角动量模式产生器、波分复用器、涡旋增益光纤、第二偏振控制器、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、偏振隔离器、第三偏振控制器和涡旋光纤。本发明基于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，进而在非线性放大环形镜锁模技术下获得轨道角动量模式锁模激光输出。本发明基于8字腔内单一模式直接谐振机制，输出的轨道角动量模式锁模激光具有模式纯度高和光束质量好等优点。

主权项

1.一种8字腔轨道角动量模式锁模光纤激光器，其特征在于，所述激光器包括基模泵浦源、第一偏振控制器、轨道角动量模式产生器、波分复用器、涡旋增益光纤、第二偏振控制器、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、偏振隔离器、第三偏振控制器和涡旋光纤；/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所述第一光纤耦合器具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；/n所述第二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，所述第一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第二偏振控制器、涡旋增益光纤连接至第一光纤耦合器的第一端口，所述波分复用器的第三端口连接至第一光纤耦合器的第二端口，所述第一光纤耦合器的第三端口连接至第二光纤耦合器的第一端口，所述第二光纤耦合器的第二端口经偏振隔离器、第三偏振控制器连接至第一光纤耦合器的第四端口，所述第二光纤耦合器的第三端口输出轨道角动量模式锁模激光；/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、涡旋增益光纤、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器和偏振隔离器均为涡旋光纤器件，支持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所述波分复用器、第二偏振控制器、涡旋增益光纤和第一光纤耦合器构成非线性放大环形镜，第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、偏振隔离器和第三偏振控制器构成线性环，非线性放大环形镜和线性环构成8字形谐振腔，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，进而在非线性放大环形镜锁模技术下获得高纯度轨道角动量模式锁模激光输出。/n