[发明专利]一种基于四波混频效应的涡旋光锁模光纤激光器

摘要

本发明公开了一种基于四波混频效应的涡旋光锁模光纤激光器，所述激光器包括单纵模激光源、波长可调谐激光源、第一光纤耦合器、光放大器、第一偏振控制器、轨道角动量模式产生器、第二光纤耦合器、第二偏振控制器和涡旋光纤。本发明基于四波混频效应，通过调谐注入激光频率和优化腔长，可充分保证锁模激光运转输出。基于涡旋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，使得腔内同阶轨道角动量模式的信号光获得增益最大化，进而获得涡旋光锁模激光输出。本发明基于谐振腔内单一模式直接谐振机制，输出的涡旋光锁模激光具有模式纯度高和光束质量好等优点。

主权项

1.一种基于四波混频效应的涡旋光锁模光纤激光器，其特征在于，所述激光器包括单纵模激光源、波长可调谐激光源、第一光纤耦合器、光放大器、第一偏振控制器、轨道角动量模式产生器、第二光纤耦合器、第二偏振控制器和涡旋光纤；/n所述第一光纤耦合器具有第一端口、第二端口和第三端口；/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所述第二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所述单纵模激光源连接至第一光纤耦合器的第一端口，所述波长可调谐激光源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光放大器，所述光放大器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光放大器和轨道角动量模式产生器连接的光线上，所述轨道角动量模式产生器的第二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三端口与第四端口经涡旋光纤连接，所述第二偏振控制器施加在连接第三端口和第四端口的光纤上，所述第二光纤耦合器的第二端口输出涡旋光锁模激光；/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和第二光纤耦合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所述第二光纤耦合器经涡旋光纤连接构成环形谐振腔，基于同阶模式泵浦机制，使得腔内同阶轨道角动量模式直接谐振，进而在四波混频效应下获得高纯度涡旋光锁模激光输出。/n