基于光纤随机光栅的2μm波段柱矢量光纤随机激光器的制作方法

基于光纤随机光栅的2
μ
m波段柱矢量光纤随机激光器
技术领域
1.本技术涉及激光器技术领域，尤其涉及一种基于光纤随机光栅的2μm波段柱矢量光纤随机激光器。


背景技术：

2.2μm波段的激光在光通信、医疗以及军事等多个领域有着重要的应用价值和不可替代的作用。
3.由于光纤随机激光器与普通的光纤激光器不同，其谐振腔没有固定的腔长，具有低相干性、结构简单、维护简单等优点，可应用于显微成像领域。
4.光纤随机激光器根据反馈类型的不同可分为瑞利散射分布反馈型、填充型和光纤随机光栅反馈型。基于光纤随机光栅反馈的光纤随机激光器通过在光纤上随机刻写光纤光栅构成随机分布光学反馈，与其他反馈类型的光纤随机激光器相比，其具有阈值功率更低、所需光纤长度更短等优点。
5.另外，柱矢量光与高斯光束不同，其电场强度呈圆环分布且具有独特的聚焦特性。光纤柱矢量光激光器通常采用光纤中的lp11模，在表面等离子激发、激光加工以及显微成像等领域有重要的应用价值。
6.2μm波段光纤激光器、光纤随机激光器和光纤柱矢量光激光器是光纤激光器研究的不同方向，三种激光器的优点各有不同，但目前尚无2μm波段的柱矢量光随机光纤激光器报道。
7.公开号为cn108539567a的中国实用新型专利公开了一种基于相移光栅的2μm波段可调谐随机光纤激光器，其虽然利用相移光栅构成随机分布光学反馈，利用掺铥光纤作为增益介质，实现2μm波段随机激光的输出，但该2μm波段随机激光不是柱矢量光。
8.公开号为cn107872002a的中国实用新型专利公开了一种高效率全光纤柱矢量光束激光器，其虽然利用少模长周期光纤光栅在共振波长处具有高模式转化效率和低插入损耗特性，通过在激光腔内引入少模长周期光纤光栅实现高效率模式转换，减小腔内损耗，实现柱矢量激光光束的高效率输出，但该柱矢量光不是随机激光。
9.此外，还有一些论文公开了利用光纤环镜与少模光纤光栅构成谐振腔，利用掺铒光纤作为增益介质。采用长周期光纤光栅激发高阶模，实现1550nm柱矢量光束的输出，但该柱矢量光不是随机激光；也有论文公开了利用光纤布拉格光栅和少模光纤光栅构成谐振腔，利用掺镱光纤作为增益介质，采用错位熔接点激发高阶模，实现1053nm柱矢量光束的输出，但该柱矢量光不是随机激光。
10.因此，目前的技术仅有2μm波段随机激光的输出或柱矢量光的输出，但没有同时做到2μm波段柱矢量随机激光的输出。


技术实现要素：

11.本技术提供了一种基于光纤随机光栅的2μm波段柱矢量光纤随机激光器，用于解
决目前的技术仅能2μm波段随机激光的输出或柱矢量光的输出的技术问题。
12.有鉴于此，本技术提供了一种基于光纤随机光栅的2μm波段柱矢量光纤随机激光器，包括：第一光纤接头、光纤随机光栅、泵浦激光器、波分复用器、掺铥光纤、模式转换器、少模光纤、少模光纤光栅和第二光纤接头；
13.所述第一光纤接头与所述光纤随机光栅的第一端连接，所述光纤随机光栅的第二端与所述波分复用器的第一输入端连接，所述泵浦激光器用于产生泵浦光，所述泵浦激光器与所述波分复用器的第二输入端连接，所述波分复用器的输出端与所述掺铥光纤的第一端连接，所述掺铥光纤的第二端与所述模式转换器的第一端连接，所述模式转换器的第二端与所述少模光纤的第一端连接，所述少模光纤光栅刻写在所述少模光纤上，所述少模光纤的第二端与所述第二光纤接头连接。
14.优选地，所述第一光纤接头和第二光纤接头为fc/apc接头。
15.优选地，所述光纤随机光栅为周期光栅或相邻光栅之间的间隔呈随机分布的光纤光栅。
16.优选地，所述泵浦激光器具体为半导体激光二极管或光纤激光器，所述泵浦激光器所产生的激光的输出波长在所述掺铥光纤的吸收波段之中。
17.优选地，所述少模光纤光栅的基模反射波长在2μm波段之中。
18.从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：
19.本实用新型提供了一种基于光纤随机光栅的2μm波段柱矢量光纤随机激光器，通过利用光纤随机光栅实现随机分布光学反馈，采用掺铥光纤作为增益介质对光进行放大，降低激光器阈值功率，通过模式转换器将光纤中传输的部分基模转化为高阶模，通过少模光纤光栅发射基模，进而实现输出高效率转换的2μm波段柱矢量随机激光。
附图说明
20.图1为本技术实施例提供的一种基于光纤随机光栅的2μm波段柱矢量光纤随机激光器的结构示意图。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
22.为了便于理解，请参阅图1，本技术提供的一种基于光纤随机光栅的2μm波段柱矢量光纤随机激光器，包括：第一光纤接头1、光纤随机光栅2、泵浦激光器3、波分复用器4、掺铥光纤5、模式转换器6、少模光纤7、少模光纤光栅8和第二光纤接头9；
23.第一光纤接头1与光纤随机光栅2的第一端连接，光纤随机光栅2的第二端与波分复用器4的第一输入端连接，泵浦激光器3用于产生泵浦光，泵浦激光器3与波分复用器4的第二输入端连接，波分复用器4的输出端与掺铥光纤5的第一端连接，掺铥光纤5的第二端与模式转换器6的第一端连接，模式转换器6的第二端与少模光纤7的第一端连接，少模光纤光栅8刻写在少模光纤7上，少模光纤7的第二端与第二光纤接头9连接。
24.本实施例的工作原理为：
25.光纤随机光栅2与少模光纤光栅8形成随机光反馈，反馈光在光纤随机光栅2与少模光纤光栅8之间来回振荡，获得随机激光；泵浦激光器3产生泵浦光传输至波分复用器4，通过波分复用器4将泵浦光耦合到光路中，经过波分复用器4后，传输至掺铥光纤5，采用掺铥光纤5作为增益介质，从而在泵浦激光器3的激励下，对光进行放大，通过模式转换器6将光路中的传输的部分基模转换为高阶(lp11)模，通过少模光纤光栅8将光路中其他未转换的基模进行反射，从而达到滤除基模的作用，在一般示例中，少模光纤光栅8的基模反射率为95～100％，最终通过第二光纤接头9输出高阶(lp11)模柱矢量随机激光光束。
26.进一步地，第一光纤接头1和第二光纤接头9为fc/apc接头，用于消除菲涅尔反射。
27.进一步地，光纤随机光栅2为周期光栅或相邻光栅之间的间隔呈随机分布的光纤光栅。
28.一般示例中，光纤随机光栅2制作于单模光纤上。
29.进一步地，泵浦激光器3具体为半导体激光二极管或光纤激光器，泵浦激光器3所产生的激光的输出波长在掺铥光纤5的吸收波段之中。
30.进一步地，少模光纤光栅8的基模反射波长在2μm波段之中。
31.需要说明的是，本实施例通过利用光纤随机光栅2实现随机分布光学反馈，采用掺铥光纤5作为增益介质对光进行放大，降低激光器阈值功率，产生2μm波段随机激光，通过模式转换器6将光纤中传输的部分基模转化为高阶模，通过少模光纤光栅8发射基模，进而实现输出高效率转换的2μm波段柱矢量随机激光。
32.在另一实施例中，利用随机瑞利散射光栅反馈产生随机激光，但所需光纤长度更长，且激光阈值功率更高。
33.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。