[实用新型]一种基于光纤熔融模式转换分离器的柱矢量光束主动调Q光纤激光器

说明书

本实用新型揭示了一种基于光纤熔融模式转换分离器的柱矢量光束主动调Q光纤激光器，该光纤激光器包括泵浦源、波分复用器、增益光纤、第一光纤偏振控制器、光纤熔融模式转换器、第二光纤偏振控制器和光隔离器，各个器件之间通过光纤耦合的方式构成一个光纤谐振腔，泵浦源经波分复用器与增益光纤的输入端相连，增益光纤的输出端依次连接第一光纤偏振控制器、光纤熔融模式转换器和光隔离器，光纤熔融模式转换器的少模光纤输出端口连接有第二光纤偏振控制器。该光纤激光器通过主动调Q技术控制谐振腔的损耗以及腔内的激光振荡的建立，实现激光脉宽压缩，具有更高的脉冲运转灵活性，其脉冲输出能量、重复频率、脉宽均可以灵活调谐。

技术领域

本实用新型涉及一种基于光纤熔融模式转换分离器的柱矢量光束主动调Q光纤激光器，属于光纤激光器技术领域。

背景技术

柱矢量光束(Cylindrical Vector Beam，CVB)激光由于在振幅和偏振上独特的对称性，成为空间调制结构光束的重要一支，在高分辨率光学测试、表面等离子体激发、粒子物理、材料加工、光镊等研究领域中具有潜在的应用前景。目前，获得柱矢量光束主要通过空间光调制器、纳米结构全息图和等离子体等空间元件。相比于全光纤方法，这些器件结构紧凑度不高、插损相对较大。近来，光纤激光器因其全光纤、高效率、波长灵活等特性，成为光纤通信和光纤传感应用备受青睐的光源。为了实现光纤激光器的柱矢量光束的输出，人们提出在光纤激光器谐振腔内采用单模光纤—二模光纤错位耦合结合少模光栅横向选模的方法，实现基模的抑制和高阶模选模输出。这种全光纤方法的最大问题在于光纤错位耦合方法将引入较大的插入损耗，降低了光纤激光器的稳定性和效率。因此，仍然需要研究并实现一种光纤激光器的损耗低、效率高的全光纤柱矢量光束选模方法。此外，相比于连续光运转光纤激光器，脉冲光纤激光器在时域特性方面灵活性更高，尤其适用于对于激光器输出具有时变特性要求的光纤通信和光纤传感系统。而目前，结合柱矢量光束与脉冲运行的光纤激光器主要包括被动调Q、被动锁模等方法，其峰值功率和脉冲可调谐性能仍然受到限制。

发明内容

本实用新型针对现有技术在实现脉冲CVB激光存在损耗大、效率低、稳定性不高、峰值功率和脉冲可调谐性能受到限制等缺点，提出了一种基于光纤熔融模式转换分离器的柱矢量光束主动调Q光纤激光器。

本实用新型的目的将通过以下技术方案得以实现：一种基于光纤熔融模式转换分离器的柱矢量光束主动调Q光纤激光器，包括泵浦源、波分复用器、增益光纤、第一光纤偏振控制器、光纤熔融模式转换器、第二光纤偏振控制器和光隔离器，各个器件之间通过光纤耦合的方式构成一个光纤谐振腔，所述泵浦源经波分复用器与增益光纤的输入端相连，增益光纤的输出端依次连接第一光纤偏振控制器、光纤熔融模式转换器和光隔离器，所述光纤熔融模式转换器的少模光纤输出端口连接有第二光纤偏振控制器。

优选地，在所述增益光纤和第一光纤偏振控制器之间设置有主动调Q光开关，所述主动调Q光开关的输入端与增益光纤的输出端连接，主动调Q光开关的输输出端与第一光纤偏振控制器的输入端连接。

优选地，所述主动调Q光开关为电光或声光调制器。

优选地，所述泵浦源为半导体激光器。

优选地，将泵浦源波长附近的宽带激光源从光纤熔融模式转换器的单模光纤端口输入，在少模光纤端口通过电荷耦合探测器测得相应的光斑图像。

优选地，所述增益光纤为掺镱光纤，所述掺镱光纤对应于1μm波段。

本实用新型技术方案的优点主要体现在：

本实用新型脉冲光纤激光器通过主动调Q技术控制谐振腔的损耗以及腔内的激光振荡的建立，实现激光脉宽压缩，相比于其他脉冲调制技术，具有更高的脉冲运转灵活性，其脉冲输出能量、重复频率、脉宽均可以灵活调谐。