[发明专利]腔内直接产生多涡旋光束的方法

摘要

一种腔内直接产生多涡旋光束的方法，该方法的核心是在激光器端镜表面刻蚀出圆形微孔以及不同大小的同心圆环，将其调节至光束中心，形成圆形以及环形的空间损耗调制，从而在激光腔内形成多个环形的净增益区，使得不同阶数的涡旋光束振荡并输出，从而在激光腔内直接产生多涡旋光束，每个涡旋光束具有纯度高，传输稳定的特点。该涡旋产生方法在空分复用光学通信方面具有重要应用前景。

主权项

1.一种腔内直接产生多涡旋光束的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)搭建一个激光器，该激光器包括泵浦源(1)，沿该泵浦源(1)的泵浦光输出方向依次是第一凸透镜(2)、第二凸透镜(3)、凹面镜(4)、增益晶体(5)和输出耦合镜(6)，从泵浦源(1)出射的泵浦光经过第一凸透镜(2)和第二凸透镜(3)进入所述的增益晶体(5)；所述的凹面镜(4)与输出耦合镜(6)组成谐振腔，所述的输出耦合镜(6)表面刻蚀有圆形微孔和围绕该圆形微孔的多个不同直径的圆环，所述的圆形微孔和各个圆环的圆心重合形成同心结构，调节激光器使其输出激光；2)在激光输出方向设置CCD照相机，监测输出激光的光斑图样，调节增益晶体(5)或第二凸透镜(3)的位置，使泵浦光入射进增益晶体中，调节激光器使其输出较大的圆形光斑，调节所述的输出耦合镜(6)的横向位置，使所述的输出耦合镜(6)表面的同心结构向激光光束中心移动，直到所述的CCD照相机中显示出多个环形的光斑图样，则激光器输出了多个LG01模式的涡旋光束，其中1为非零整数，称为涡旋光束的阶数；3)利用光阑分别选择不同涡旋光束通过，在光阑后设置柱透镜模式转换器，所述的柱透镜模式转换器依次由圆透镜(15)、第一柱透镜(16)和第二柱透镜(17)组成，两个柱透镜完全相同，第一柱透镜(16)和第二柱透镜(17)之间的距离为f为柱透镜的焦距，进行模式转换时，利用圆透镜(15)将涡旋光束聚焦到两柱透镜之间的中心位置，将CCD照相机置于所述的柱透镜模式转换器的输出方向，在CCD照相机上显示出厄米高斯光束的光斑图样，将LG₀₁模式的涡旋光束转换为HG₀₁模式的厄米高斯光束，以判断各个涡旋光束的阶数。