有源光学涡旋光纤的制作方法

1.各种示例性实施例总体上涉及有源光纤和使用有源光纤的设备的领域。特别地，一些示例性实施例涉及具有轨道角动量(oam)的光信号的生成和放大。


背景技术：

2.光纤激光器和放大器技术可用于各种应用。一些应用可以运用光信号的轨道角动量(oam)。可以通过各种方式生成具有oam的光信号。然而，可实现的光功率和模场对比度可能不足以满足所有应用。


技术实现要素：

3.提供该发明内容是为了以简化形式介绍对概念的选择，这些概念将在下面的详细描述中进一步描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。
4.示例性实施例提供了适用于使用具有oam的光信号的应用的有源光纤段。在从属权利要求、说明书和附图中提供了进一步的实现形式。
5.根据第一方面，一种有源光纤段可以包括：具有第一折射率n1的中心部分，其中中心部分的直径沿着有源光纤段的长度逐渐变化，从而形成锥形纵向轮廓；径向围绕所述中心部分的环形芯，环形芯掺杂有至少一种稀土元素并且具有第二折射率n2，其中n2》n1以及其中环形芯的双折射率小于10-5
；径向围绕所述环形芯并且具有第三折射率n3的第一包层，其中n3《n2；以及径向围绕第一包层并且具有第四折射率n4的第二包层，其中n4《n3，其中有源光纤段的第一部分被配置为支持光信号的单模操作以及有源光纤段的第二部分被配置为支持光信号的多模操作。
6.许多所附的特征将更容易理解，因为通过参考结合附图考虑的以下详细描述它们变得更好地理解。
附图说明
7.被包括以提供对示例性实施例的进一步理解并且构成本说明书的一部分的附图说明示例性实施例并且结合描述帮助理解示例性实施例。在附图中：
8.图1示出了根据示例性实施例的双包层有源锥形涡旋光纤段的示例。
9.图2示出了根据示例性实施例的双包层有源锥形涡旋光纤的第一包层的截断的示例。
10.图3示出了根据示例性实施例的在双包层有源锥形涡旋光纤段中传播的光信号的场分布的示例。
11.图4示出了根据示例性实施例的包括双包层有源涡旋光纤的主振荡器功率放大器(mopa)的示例。
12.图5示出了根据示例性实施例的包括双包层有源涡旋光纤的激光器的示例。
13.图6示出了根据示例性实施例的包括双包层有源涡旋光纤的主振荡器功率放大器(mopa)的另一个示例。
14.图7示出了根据示例性实施例的包括双包层有源涡旋光纤的激光器的另一个示例。
15.在附图中，相同的附图标记用于指定相同的部件。
具体实施方式
16.现在将详细参考示例性实施例，其示例在附图中示出。下面结合附图提供的详细描述旨在作为本发明示例的描述，而不旨在表示本发明示例可以被构造或使用的唯一形式。描述阐述了示例的功能以及用于构造和操作示例的步骤顺序。然而，相同或等效的功能和顺序可以通过不同的示例来实现。
17.通常，光纤可以包括由至少一个包层围绕的芯，该包层具有的折射率低于芯的折射率。芯和包层材料的折射率影响光在芯中传播的全内反射的临界角。该角还定义了入射角的范围，该入射角使得在光纤的末端处发射的光能够在芯内传播。芯可以包括透明材料，诸如例如二氧化硅。
18.在有源光纤中，芯可以掺杂有至少一种稀土元素。稀土元素包括一组材料，该组材料包括铈(ce)、镝(dy)、铒(er)、铕(eu)、钆(gd)、钬(ho)、镧(la)、镥(lu)、钕(nd)、镨(pr)、钷钚(pm)、钐(sm)、钪(sc)、铽(tb)、铥(tm)、镱(yb)和钇(y)。有源光纤的芯可以掺杂这些元素中的一种或多种元素，例如掺杂er或yb，或er和yb的组合。在有源光纤的操作期间，除了光信号之外，稀土离子吸收在有源光纤中发射的泵浦辐射。这使得光信号能够通过受激发射的方式被放大。不同的稀土元素可以用于不同的波长。例如，yb可用于980-1100nm波长范围，以及er可用于1535-1600nm波长范围。
19.光纤可以被配置为支持单模或多模操作。单模光纤可以被配置为传输单模光，单模光可以被理解为通过光纤的芯传播的单光线。然而，单模光纤可以包括一个或多个单模段和多模段。例如，单模光纤可以包括锥形部分，使得有源芯的至少一个较薄部分可以被配置为支持单模操作，仅通过基本模场，而有源芯的(一个或多个)较厚部分可以被配置为支持多模操作。然而，锥形芯的单模部分还可能造成(一个或多个)较厚部分传输单模光信号。
20.双折射率(b)是材料(例如光纤的有源芯)的光学性质。如果一种材料在不同方向上具有不同的折射率，那么它就是双折射的。此外，例如弯曲光纤可能造成x方向和y方向上的折射率变得略有不同。双折射材料具有的折射率对于光信号的不同偏振是不同的。可以基于不同偏振的折射率之间的最大差异来定义双折射率：b＝2πδn，其中是δn不同偏振(例如“快”和“慢”模场)的折射率之间的最大差异。
21.具有轨道角动量(oam)的光束可应用于各种应用，诸如例如光通信、光镊、原子操纵以及材料处理。具有oam的光束可以例如由体积光学设备产生，诸如柱面透镜模场转换器、空间光调制器或集成硅设备。此外，可直接在单模光纤中生成oam光束，例如基于长周期光纤光栅，以及通过受控模场耦合在低模光纤(2-4模场)中生成oam光束。然而，通过这些方法获得的光束的光功率可能相当小，例如在几mw的量级。
22.为了获得更强大的具有oam的光束，可以使用具有足够大模场光斑尺寸(例如25μm)的大模场面积(lma)有源光纤的主振荡器功率放大器(mopa)系统。这种系统可以对所需
的oam模场施加选择性激励，同时适当弯曲有源光纤。另一种方法可以包括使用mopa系统，mopa系统包含与光纤放大级相结合的主体oam转换器，例如s板或q板。然而，这些方法可能导致在有源光纤处的模场直径的有限大小，这还可能限制可实现的光功率。此外，可能需要使用在最后增益级联中不保持偏振的低模光纤。这种光纤中的固有残余随机双折射率的存在可能导致模场对比度的恶化、输出光束的部分去偏振，以及最终oam光束质量的恶化。模场对比度可以指不同模场之间的功率分布，例如具有oam的模场和不具有oam模场。
23.此外，使用低孔径有源少模lma光纤可以为所有支持的光纤模场(例如，环形模场(由于oam)以及其他模场)带来类似的增益。因此，这种系统可能不能提供对模场放大的选择性。这不仅可能导致产生所需的具有oam的光束，而且还可能导致将泵浦辐射功率传输到其他(不期望的)模场。这最终可能导致模场内容的对比度的恶化。
24.因此，本公开的示例性实施例可用于增加具有oam的光模场的可实现的平均功率和峰值功率，通过减少不期望的不具有oam的光模场的权重来改善模场对比度，并且改善所生成的具有oam的光束对环境影响的稳定性。
25.根据示例性实施例，有源光纤可以包括由环形(圆形)有源芯围绕的中心部分。光纤可以具有锥形纵向轮廓，使得光纤包括单模部分和多模部分。环形芯可以具有低双折射率，低双折射率例如通过在光纤制造期间旋转(快速旋转)光纤预制件而获得。环形芯的折射率可以高于中心部分和围绕环形芯的(一个或多个)包层的折射率。有源光纤能够选择性地生成或放大具有oam的光模场。此外，光纤具有大模场直径(mfd)并且由于泵浦或环境影响，光纤对内部变热不敏感。有源光纤可以应用于各种装置，诸如例如激光器或主振荡器功率放大器(mopa)。
26.图1示出了根据示例性实施例的双包层有源锥形涡旋光纤段的示例。图1示出了有源光纤段100的纵向截面(左)和径向截面(右)。有源光纤段100可以包括中心部分101。中心部分101可以具有第一折射率n1。中心部分101可以是径向对称或基本径向对称。中心部分101可以包括任何合适的材料，诸如例如二氧化硅。尽管中心部分101被示为统一的部分，但是应当理解，中心部分101可以被内部构造为一个或多个子部分。中心部分101的直径可以沿着有源光纤段100的长度(l)逐渐改变，从而形成锥形纵向轮廓。例如，如图1中所示，中心部分101的直径可以从左到右沿着有源光纤段100的长度增加。锥形纵向轮廓可以包括线性轮廓或抛物线凸轮廓，这有利于具有oam的模场的放大，因为它们改善了泵浦吸收。
27.有源光纤段100还可以包括环形芯102。环形芯102可以径向围绕中心部分101。因此，环形芯102可以具有圆形截面，如图1中的径向截面所示。环形芯102可以具有第二折射率n2。环形芯的折射率可以高于中心部分101的折射率，n2》n1，如折射率分布105所示。
28.环形芯102还可以包括至少一种稀土元素。因此，环形芯102可以是有源的。环形芯102可以掺杂有(一种或多种)稀土元素，例如，当泵浦辐射在有源光纤段100中发射时，能够放大在环形芯102中发射的光信号。环形芯102的双折射率可以小于10-5
。例如，慢偏振模场的折射率n
slow
和快偏振模场的折射率n
fast
之间的差可以小于10-5
，即，b＝n
slow-n
fast
《10-5
。环形芯102可以包括任何合适的材料，诸如例如二氧化硅。环形芯102的厚度可以沿着锥形纵向轮廓逐渐改变，例如增加。例如，环形芯102的厚度沿着光纤段的长度可以与中心部分101的直径成比例。增加环形芯102的厚度可能是有益的，因为这意味着更大的模场面积，带来非线性效应的高阈值和大量存储能量，例如高峰值功率或平均功率。
29.有源光纤段100还可以包括第一包层103。第一包层103可以具有第三折射率n3。第一包层的折射率可以低于环形芯101的折射率，n3《n2，如折射率分布105所示。第一包层103可以径向围绕环形芯102，例如如图1的径向截面中所示。
30.有源光纤段100还可以包括第二包层104。第二包层104可以具有第四折射率n4。第二包层的折射率可以低于第一包层的折射率，n4《n3，如折射率分布105所示。第二包层104可以径向围绕第一包层103，例如如图1的径向截面中所示。第一包层和第二包层可以包括任何合适的材料，诸如例如二氧化硅。第一包层103和第二包层的厚度可以沿着锥形纵向轮廓逐渐改变，例如增加。例如，第一包层103和/或第二包层104的厚度可以与中心部分101的直径成比例。类似于环形芯102，增加第一包层103和第二包层104的厚度可能是有益的。
31.有源光纤段100可以包括被配置为支持单模(sm)操作的第一部分。第一部分可以位于有源光纤段100的第一端。第一端可以包括光纤段的窄端。在光纤段的窄端，中心部分101可以具有半径a，如图1中所示。环形芯102可以具有内半径a和外半径b。第一包层103可以具有内半径b和外半径c。第二包层104可以具有内半径c和外半径d。
32.环形芯102可以被配置为例如在光纤段的第一部分处接收光信号。换言之，可以在有源光纤段100的窄端处的环形芯102处发射光信号。
33.有源光纤段100的第一部分可以被配置为满足以下条件：2a《λs，以及2πbna/λs《2.405，其中a是环形芯102的内半径，b是环形芯102的外半径，λs是光信号的波长，以及na是环形芯的数值孔径。可以基于第二折射率的平方和第三折射率的平方的差的平方根来定义数值孔径na，例如满足上述条件使得基本模场能够在有源光纤段100的第一部分中传播。可以基于同时满足两个条件来确定第一部分(sm)的长度。第一部分的长度可以是例如0.1m至1m。第一部分的长度可以取决于锥形光纤的纵向形状。
34.有源光纤段100还可以包括被配置为支持多模(mm)操作的第二部分。在第二部分，可能不满足上述两个条件，造成第二部分不限于单模操作并且允许若干模场在环形芯102中传播。第二部分可以包括有源光纤段100的宽端。在光纤的宽端处，中心部分101的直径、环形芯102的厚度、第一包层103的厚度、和/或第二包层104的厚度可以高于在窄端处的对应测量。
35.第一包层103可以被配置为在有源光纤段100的第一部分(例如窄端)处接收泵浦辐射。此外，有源光纤段100的第二部分(例如，宽端)可以被配置为接收泵浦辐射。因此，可以在第一包层103的一端或两端发射泵浦辐射到第一包层103。根据示例性实施例，在第二部分发射的泵浦辐射的功率可以高于在第一部分发射的泵浦辐射的功率。泵浦辐射的波长λ
p
必须短于光信号的波长λs。有源光纤段100可以用于各种应用本身，或与其它类似的或其它类型的(一个或多个)光纤段组合使用。
36.图2示出了根据示例性实施例的双包层有源锥形涡旋光纤的第一包层的截断的示例。可以应用第一包层103的截断以改善泵浦辐射的吸收。第一包层103可以被截断例如1、2、3、4、5、6、7或8次以形成不同的径向截面，如图2a-图2h中所示。例如，一个截断可以导致d形径向横截面(图2a)。五个截断可以导致五边形径向横截面(图2e)以及八个截断可以导致八边形径向横截面(图2h)。截断使得更多泵浦辐射能够穿过环形芯102，从而改善在环形芯102中传播的光信号的放大。
37.图3示出了根据示例性实施例的在双包层有源锥形涡旋光纤段中传播的光信号的场分布的示例。实验证明，当在第一部分处满足单模操作的条件时，具有高斯场分布301(m2～1)的基本模场在具有外径为2b的环形芯102的第一部分(单模部分)中传播。在第二部分(多模部分)，不再满足这些条件并且可以在环形芯102中支持多种模场。在没有引起模场耦合的强机械扰动的情况下，基本模场还可以在环形芯102中在第二部分(m2～1)处传播。模场可以在光纤段的宽端处的近场区中具有环形形状302，以及在光纤段的窄端处的远场中具有高斯形状301。例如，对于具有120μm环形芯的无源锥形光纤，实验获得了具有足够质量(m2～1.2)的衍射受限光束。
38.环形芯102的低双折射率(b《10-5
)能够在光信号在有源锥形光纤段100中的传播和放大期间减少偏振态失真。根据示例性实施例，制造有源光纤段100可以包括在拉伸有源光纤段100期间旋转光纤预制件。旋转可用于获得保圆光纤(spun fiber)。预制件可以例如以300-1000rpm范围内的角速度旋转。在锥形光纤段的宽部分(第二部分)，所得光纤节距可以在2-15mm的范围内。光纤的节距可以指旋转周期，例如，保圆光纤旋转360
°
的时间长度。
39.光纤中的固有残余双折射率主要由其芯的几何缺陷确定，例如椭圆度、冻结机械应力或局部光纤弯曲。这种双折射率的局部本征态通常是线性偏振。当光纤预制件在拉伸过程中旋转时，几何各向异性轴多次改变其角位置，并且每个偏振分量以快波和慢波的形式传播所花费的时间大致相等。因此，这种保圆光纤的固有双折射率可能非常小(b《10-5
)。固有偏振本征态可以接近圆形偏振。因此，通过这种光纤传播的光的偏振可能只受到非常轻微的扰动。因此，这种光纤可以优选地不获得任何偏振，并且因此，减小在放大期间偏振的失真。这对于具有oam的波的放大是有益的。
40.低双折射率也可以可替代地通过其他方式获得。获得低固有双折射率的一种方法是使光纤尽可能接近理想，例如，通过使光纤在低水平的内应力下基本对称。获得低固有双折射率的另一种方法是应用补偿光纤。例如，通过选择光纤掺杂剂材料，使得应力双折射率(bs)与几何形状双折射率(bc)相加为零，可以实现低水平的内部双折射率。
41.用于放大和生成oam光束的一种解决方案是使用阶跃折射率lma有源光纤。例如，可以应用具有25μm芯的panda(偏振保持和吸收降低)型lma光纤。然而，这种方法可能对于光束形成不是最佳的。例如，高双折射的panda光纤的快波和慢波在传播常数上可能有很大差异，并且为了形成环形oam光束，有源光纤可能需要以不可预测的方式弯曲。高双折射的lma光纤还可能对温度高度敏感。当泵浦辐射被吸收时，这种光纤可能会变热，导致在光纤输出处的偏振状态发生变化。
42.因此，另一种解决方案是使用规则各向同性有源lma光纤来放大具有oam的光束。这可以简化oam模场的形成。然而，当使用各向同性有源光纤时，随机双折射率的存在可能会引起辐射消偏振，而随机双折射率的存在又可能是由光纤弯曲造成的。具有阶跃轮廓的强双折射和规则lma光纤各自的缺点可能是，对于所有支持的模场，与折射率的轮廓(掺杂剂的分布)重叠的积分大致相同。因此，光信号的放大相对于模场对比度不是最佳的，因为存在于低模光纤中的不期望的模场也将经历放大。这可能会限制oam光束的功率。这还可能恶化oam光束的质量。因此，本公开的示例性实施例提供了一种具有环形芯的有源锥形光纤，有源锥形光纤仅对环形模场(例如，具有oam的模场)具有显著的放大。所公开的有源光纤段可以称为spun环形芯锥形双包层光纤(spun rct-dcf)。
43.本公开的示例性实施例提供至少以下益处：
44.1)由于环形掺杂芯，spun rct-dcf对环形模场具有空间选择性放大。spun rct-dcf仅有效地获得具有实质重叠积分的模场，即环形模场。这提供了良好的模态对比度，从而能够进行仅或主要用于oam光束的激励和放大。实际上，对于在中心部分101中具有最大场的模场可以不提供增益，并且因此例如可以避免基本模场的过度放大。
45.2)spun rct-dcf具有大模场直径(mfd)，例如在宽部分中至少为120μm，同时保持放大光的高亮度(接近衍射极限光束质量)。这使得能够实现高平均功率和峰值功率。
46.3)spun rct-dcf具有低固有双折射率(《10-5
)，并且因此，它实际上不会对放大光的偏振态造成扰动。因此，oam光束的放大和传播以最小失真发生。由于低双折射率，spun rct-dcf对由泵浦吸收引起的变热也不敏感。此外，spun rct-dcf对诸如振动和温度变化的环境影响不敏感。
47.即使在图1中未示出，有源光纤段100还可以包括附加结构，诸如例如径向围绕(一个或多个)包层的一个或多个涂层。(一个或多个)涂层可以例如包括聚合物涂层。(一个或多个)涂层可以被配置为减少可能造成在具有低固有双折射率的环形芯102处引入外部双折射率的环境影响。因此，与一个或多个涂层耦合在一起的低内部双折射率提供了一种有源光学涡旋光纤，该光纤在变化的(内部/外部)温度和其他环境影响(诸如机械弯曲)下为具有oam的模场提供稳定但选择性的传播和放大。在上述示例性实施例中，泵浦辐射可以被配置为在第一包层103中以与光信号相同或基本相同的方向和/或以与光信号相反或基本相反的方向传播。
48.图4示出了根据示例性实施例的包括双包层有源涡旋光纤的主振荡器功率放大器(mopa)的示例。mopa 400可以包括光源401，诸如例如种子激光器(主振荡器)，其被配置为生成光信号，例如种子激光束。光信号可以具有波长λs。mopa 400还可以包括光学转换器402，该光学转换器402被配置为对光学信号产生轨道角动量或向光信号引入轨道角动量。光学(光束)转换器402可以包括自由空间主体光学方案，以基于种子激光束形成具有oam的光束。光学转换器402可以例如包括s板或q板。mopa 400还可以包括有源光纤段100。
49.mopa 400还可以包括第一分色镜403。第一分色镜403可以被配置为将来自第一泵浦辐射源404的泵浦辐射的第一部分耦合到有源光纤段100的第一部分，例如在光纤段的窄端处的第一包层103处。第一分色镜403还可以被配置为将来自光学转换器402的光信号耦合到有源光纤段100的第一部分，例如在光纤段的窄端处的环形芯102处。
50.mopa 400还可以包括第二分色镜405。第二分色镜405可以被配置为将来自第二泵浦辐射源406的泵浦辐射的第二部分耦合到有源光纤的第二部分，例如在光纤段的宽端处的第一包层103处。第二分色镜405还可以被配置为提供来自有源光纤段的第二部分的输出光信号。第二分色镜405可以例如被配置为将从光纤100的宽端处的环形芯102接收的光信号传送到mopa 400的输出。输出光信号可以包括光信号的放大版本，其中oam模场已经被选择性地放大。mopa 400可以包括泵浦辐射源404、406中的至少一个泵浦辐射源。可替代地，mopa 400可以被配置为耦合到(一个或多个)外部泵浦辐射源。因此，mopa 400可以不包括泵浦辐射源404、406。
51.图5示出了根据示例性实施例的包括双包层有源涡旋光纤的激光器的示例。激光器500可以被配置为在腔内生成oam光束，该腔至少由两个反射镜和spun rct-dcf形成。激
光器500可以包括第一反射镜501。第一反射镜501可以是高反射，例如基本100％反射。第一反射镜501可以光学连接到光学转换器502，光学转换器502可以类似于光学转换器402。第一反射镜501可以被配置为反射光信号。例如，第一反射镜501可以被配置为将从光学转换器502接收的光信号反射回光学转换器502。光信号可以具有波长λs。激光器500还可以包括有源光纤段100。
52.激光器500还可以包括第二反射镜505。第二反射镜505可以光学连接和/或物理耦合到有源光纤段100的第二部分，例如光纤段的宽端。例如，第二反射镜505可以沉积在spun rct-dcf的宽端面处。第二反射镜505可以是部分透明的，使得离开光纤段的环形芯102的部分光信号可以穿过第二反射反射镜505。因此，第二反射镜505可以被配置为部分地反射光信号。因此，第一反射镜501的反射率可以高于第二反射镜505的反射率。
53.激光器500还可以包括第一分色镜503。第一分色镜503可以被配置为将来自第一泵浦辐射源504的泵浦辐射的第一部分耦合到有源光纤段100的第一部分，例如在光纤段的窄端处的第一包层103处。第一分色镜503还可以被配置为将来自光学转换器502的光信号耦合到有源光纤段100的第一部分，例如在光纤段的窄端处的环形芯102处。此外，第一分色镜503可以被配置为将来自有源光纤段100的第一部分(例如来自光纤段的窄端处的环形芯102)的光信号耦合到光学转换器502。
54.激光器500还可以包括第二分色镜507。第二分色镜507可以被配置为将来自第二泵浦辐射源506的泵浦辐射的第二部分耦合到有源光纤段100的第二部分，例如在光纤段的宽端处的第一包层103处。第二分色镜507还可以被配置为提供通过第二反射镜505的来自有源光纤段的第二部分的输出光信号。第二分色镜507可以例如被配置为将离开环形芯102并且传播通过在光纤100的宽端处的第二反射镜505的光信号传送到激光器500的输出。激光器500能够生成具有高功率oam模场的激光束。
55.图6示出了根据示例性实施例的包括双包层有源涡旋光纤的主振荡器功率放大器(mopa)的另一个示例。mopa 600可以类似于mopa 400。然而，在该示例性实施例中，oam转换器603可以集成在有源光纤段100内。
56.mopa 600可以包括类似于光源401的光源601，例如种子激光器。mopa 600还可以包括第一分色镜602，第一分色镜602被配置为将来自第一单泵浦辐射源604的泵浦辐射的第一部分耦合到有源光纤段100的第一部分，例如耦合到光纤段的窄端处的第一包层103。第一分色镜602还可以被配置为将来自光源601的光信号耦合到有源光纤段100的第一部分，例如耦合到光纤段的窄端处的环形芯102。类似于mopa 400，泵浦辐射源604、606可以在mopa 600的内部或外部。
57.光转换器603可以包括全光纤设备，诸如例如用于受控模场耦合的机械设备、用于提供光纤受控弯曲的设备或声光设备。光学转换器603可以集成在有源光纤段100的第二(多模)部分内。光学转换器603可以位于光纤段100的第一(单模)部分附近。类似于光学转换器402，光学转换器603可以被配置为对光信号产生轨道角动量(oam)。光学转换器603可以位于多模部分的开始处，在此处光纤已经满足两个条件，2a《λs以及2πbna/λs《2.405，并且因此支持可以形成具有oam的模场的几种模场。
58.mopa 600还可以包括第二分色镜605。第二分色镜605可以被配置为将来自第二泵浦辐射源606的泵浦辐射的第二部分耦合到有源光纤段100的第二部分。类似于分色镜405，
第二分色镜605还可以被配置为提供来自有源光纤段的第二部分的输出光信号。mopa 600能够在光源601和有源光纤段100之间产生强大的oam光束，而无需外部光学转换器。
59.图7示出了根据示例性实施例的包括双包层有源涡旋光纤的激光器的另一个示例。激光器700可以类似于激光器500。然而，在该示例性实施例中，oam转换器703可以集成在有源光纤段100内。
60.激光器700可以包括类似于反射镜501的第一反射镜701。类似于反射镜501，第一反射镜701可以光学连接到有源光纤段100的第一部分并且被配置为反射光信号。激光器700还可以包括类似于反射镜505的第二反射镜705。第一反射镜701的反射率可以高于第二反射镜705的反射率。类似于反射镜505，第二反射镜707可以光学连接到有源光纤段100的第二部分并且被配置为反射光信号。
61.激光器700还可以包括第一分色镜702，第一分色镜702被配置为将来自第一泵浦辐射源704的泵浦辐射的第一部分耦合到有源光纤段100的第一部分，例如耦合到光纤段的窄端处的第一包层103。第一分色镜702还可以被配置为将来自有源光纤段100的第一部分的光信号耦合到第一反射镜701，并且将来自第一反射镜702的反射光信号耦合到有源光纤段的第一部分。第一分色镜702可以被配置为接收来自光纤段的环形芯102的光信号。第一分色镜702可以被配置为将反射光信号耦合到光纤段的环形芯102。
62.激光器700还可以包括类似于光学转换器603的光学转换器703，并且以类似的方式集成在有源光纤段100中。激光器700还可以包括第二分色镜707，第二分色镜707可以与分色镜507类似并且与分色镜507具有类似的功能。例如，分色镜507可以被配置为将来自第二泵浦辐射源706的泵浦辐射耦合到有源光纤段100，并且提供来自激光器700的输出。激光器700能够在第一反射镜701和有源光纤段100之间生成具有高功率oam模场的激光束，而无需外部光学转换器。
63.本文公开的示例性实施例提供了一种有源光纤和适用于光信号的oam模场的生成和放大的装置。
64.本文给出的任何范围或设备都可以扩展或更改，而不会失去所寻求的效果。此外，任何实施例都可以与另一个实施例组合，除非明确禁止。
65.尽管主题已经以结构特征和/或行为特定的语言描述，但是应当理解，所附权利要求中定义的主题不一定限于上述特定特征或行为。相反，上述特定特征和行为被公开为实现权利要求的示例，并且其他等效特征和行为都旨在权利要求的范围内。
66.应当理解，上述益处和优点可以涉及一个实施例或可以涉及几个实施例。实施例不限于解决任何或所有所述问题的那些实施例，或者具有任何或全部所述益处和优点的那些实施例。还应理解，提及“一”项可以指这些项中的一项或多项。
67.术语“包括”在本文中用于表示包括所标识的块或元素，但这些块或元素不包括排他列表。因此，装置可以包含附加的块或元件。
68.尽管主题可能被称为“第一”或“第二”主题，但这并不一定表明主题的任何顺序或重要性。相反，这些属性可能仅用于使主题之间产生差异。
69.应当理解，以上描述仅作为示例给出，并且本领域技术人员可以进行各种修改。上述说明书、示例和数据提供了示例性实施例的结构和使用的完整描述。尽管以一定程度的特殊性或参考一个或多个单独的实施例描述了以上各种实施例，但是本领域技术人员可以
在不脱离本说明书范围的情况下对所公开的实施例进行许多修改。