【技术实现步骤摘要】
本技术涉及激光器，尤其涉及一种涡旋光激光器。
技术介绍
1、涡旋光是一种特殊的空间结构光，由于它的光场表达式中包含了一项螺旋相位因子，使得它具有螺旋状的相位波前结构，螺旋形相位波前使其中心处的相位不能确定，存在相位奇点，因此涡旋光的中心光强为零，具有“甜甜圈”状的中空强度分布。涡旋光这些独特的性质使其在光镊、光通信、量子光学、光学成像等方面具有广阔的应用前景。
2、涡旋光的产生方法也在近些年吸引了研究人员的注意。根据涡旋光产生的媒介进行分类，可以分为在自由空间中产生以及在光纤中产生。其中，在自由空间中主要是通过螺旋相位板、空间光调制器、q板以及几何模式转换法等方式产生涡旋光。与自由空间相比，光纤具有体积小、质量轻、传输损耗低、集成度高等特点，因此在光纤和光纤激光器中产生涡旋光具有独特的优势。
3、锁模光纤激光器中脉冲的重复频率一般是由激光器的腔长决定：腔长越短，脉冲的重复频率越高，它在数值上等于激光器的纵模间隔。高重频脉冲在光通信以及光学频率梳等领域具有广泛地应用。虽然现在已经有许多关于涡旋光脉冲光纤激光器的研究被报道，但是受限于激光器的腔长，这些报道所产生的的涡旋光脉冲的重复频率较低，一般在mhz量级。目前报道的涡旋光脉冲最高的重复频率为626mhz，尚未达到ghz量级。进一步提高涡旋光脉冲的重复频率，获得ghz量级的涡旋光脉冲能够扩展涡旋光的应用范围，是十分具有研究价值的。此外，由于少模光纤布拉格光栅的反射带宽较窄，利用这种方法产生的涡旋光脉冲的光谱宽度较窄。
技术实现思路
1、本技术提供一种涡旋光激光器，用以解决现有技术中产生的涡旋光脉冲的重复频率较低，且光谱宽度较窄的缺陷，可以产生重复频率达到ghz量级的涡旋光脉冲，得益于二模啁啾光纤布拉格光栅较宽的反射带宽，该激光器产生的涡旋光脉冲还具有较宽的谱宽。
2、本技术提供的涡旋光激光器，包括：单模光纤和二模光纤；
3、所述单模光纤连接有掺铒光纤以及高非线性光纤；
4、所述二模光纤与所述单模光纤通过偏芯熔接点连接，所述偏芯熔接点可以激发出二模光纤中的lp11模式。
5、根据本技术提供的涡旋光激光器，还包括二模啁啾光纤布拉格光栅，所述二模啁啾光纤布拉格光栅与所述二模光纤连接，所述二模啁啾光纤布拉格光栅用于模式选择，将lp11模式的激光输出，并反射lp01模式的激光。
6、根据本技术提供的涡旋光激光器，还包括环形器，所述环形器与所述单模光纤连接，所述环形器包括第一端口和第二端口，所述环形器通过所述第一端口与所述单模光纤连接，通过所述第二端口与所述二模啁啾光纤布拉格光栅连接。
7、根据本技术提供的涡旋光激光器，还包括波分复用器，所述波分复用器与所述单模光纤连接，所述单模光纤通过所述波分复用器与泵浦源连接。
8、根据本技术提供的涡旋光激光器，还包括光耦合器，所述光耦合器与所述单模光纤连接，所述光耦合器的其中一个端口作为单模输出端，与光谱仪连接，所述光谱仪用于对输出的脉冲特性进行测量。
9、根据本技术提供的涡旋光激光器，还包括隔离器，所述隔离器设置于所述光耦合器和所述高非线性光纤之间，用于保证激光在激光器内单向传输。
10、根据本技术提供的涡旋光激光器，还包括f-p滤波器，所述f-p滤波器设置于所述隔离器和所述高非线性光纤之间，用于对所述单模光纤内的激光模式进行选择，与所述高非线性光纤结合，产生高重频脉冲。
11、根据本技术提供的涡旋光激光器，还包括第一偏振控制器、第二偏振控制器和第三偏振控制器，第一偏振控制器和第二偏振控制器设置于单模光纤中，用于控制腔内光束的偏振态，第三偏振控制器设置于二模啁啾光纤布拉格光栅后，用于引入相位差以产生涡旋光。
12、本申请设计并搭建了一台基于耗散四波混频锁模的高重频涡旋光掺铒光纤激光器，可以产生拓扑荷数为±1，重复频率达到100ghz，模式纯度为82.1％的涡旋光脉冲，并且产生的涡旋光脉冲具有较高的稳定性。且搭建的激光器结构简单，成本较低。本申请通过采用偏芯熔接技术激发出二模光纤中的高阶模式并通过二模啁啾光纤布拉格光栅作为模式选择器件，从而实现高阶模式输出；通过结合梳状滤波器以及高非线性光纤诱导耗散四波混频效应的产生，实现锁模。得益于二模啁啾光纤布拉格光栅较宽的反射带宽，该激光器产生的涡旋光脉冲具有较宽的谱宽。
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1.涡旋光激光器，其特征在于，包括：单模光纤和二模光纤；
2.根据权利要求1所述的涡旋光激光器，其特征在于，还包括二模啁啾光纤布拉格光栅，所述二模啁啾光纤布拉格光栅与所述二模光纤连接，所述二模啁啾光纤布拉格光栅用于模式选择，将LP11模式的激光输出，并反射LP01模式的激光。
3.根据权利要求2所述的涡旋光激光器，其特征在于，还包括环形器，所述环形器与所述单模光纤连接，所述环形器包括第一端口和第二端口，所述环形器通过所述第一端口与所述单模光纤连接，通过所述第二端口与所述二模啁啾光纤布拉格光栅连接。
4.根据权利要求1所述的涡旋光激光器，其特征在于，还包括波分复用器，所述波分复用器与所述单模光纤连接，所述单模光纤通过所述波分复用器与泵浦源连接。
5.根据权利要求1所述的涡旋光激光器，其特征在于，还包括光耦合器，所述光耦合器与所述单模光纤连接，所述光耦合器的其中一个端口作为单模输出端，与光谱仪连接，所述光谱仪用于对输出的脉冲特性进行测量。
6.根据权利要求5所述的涡旋光激光器，其特征在于，还包括隔离器，所述隔离器设置于所述光
7.根据权利要求6所述的涡旋光激光器，其特征在于，还包括F-P滤波器，所述F-P滤波器设置于所述隔离器和所述高非线性光纤之间，用于对所述单模光纤内的激光模式进行选择，与所述高非线性光纤结合，产生高重频脉冲。
8.根据权利要求2所述的涡旋光激光器，其特征在于，还包括第一偏振控制器、第二偏振控制器和第三偏振控制器，所述第一偏振控制器和所述第二偏振控制器设置于所述单模光纤中，用于控制腔内光束的偏振态，所述第三偏振控制器设置于所述二模啁啾光纤布拉格光栅后，用于引入相位差以产生涡旋光。
...【技术特征摘要】
1.涡旋光激光器，其特征在于，包括：单模光纤和二模光纤；
2.根据权利要求1所述的涡旋光激光器，其特征在于，还包括二模啁啾光纤布拉格光栅，所述二模啁啾光纤布拉格光栅与所述二模光纤连接，所述二模啁啾光纤布拉格光栅用于模式选择，将lp11模式的激光输出，并反射lp01模式的激光。
3.根据权利要求2所述的涡旋光激光器，其特征在于，还包括环形器，所述环形器与所述单模光纤连接，所述环形器包括第一端口和第二端口，所述环形器通过所述第一端口与所述单模光纤连接，通过所述第二端口与所述二模啁啾光纤布拉格光栅连接。
4.根据权利要求1所述的涡旋光激光器，其特征在于，还包括波分复用器，所述波分复用器与所述单模光纤连接，所述单模光纤通过所述波分复用器与泵浦源连接。
5.根据权利要求1所述的涡旋光激光器，其特征在于，还包括光耦合器，所述光耦合器与所...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗爱平，冯智寅，崔虎，罗智超，徐文成，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：新型
国别省市：
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