2020103391905一种全保偏光纤结构的环形光斑输出连续光纤激光器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN113555759A
(43)申请公布日2021.10.26
(21)申请号202010339190.5
(22)申请日2020.04.26
(71)申请人安徽天琢激光科技有限公司
地址230000安徽省合肥市庐阳区耀远路
工投兴庐科技产业园2号
(72)发明人张万兵董志鹏
(51)Int.Cl.
H01S3/067(2006.01)

权利要求书1页说明书3页附图1页
(54)发明名称
一种全保偏光纤结构的环形光斑输出连续
光纤激光器
(57)摘要
本发明涉及光纤激光器技术领域，具体公开
了一种全保偏光纤结构的环形光斑输出连续光
纤激光器，包括第一布拉格光纤光栅、第一长周
期光纤光栅、波分复用器、泵浦源、增益光纤、第
二长周期光纤光栅、第二布拉格光纤光栅、偏振
合束器以及输出端；本发明利用保偏光纤抗环境
干扰的优点，解决了目前环形光斑激光器输出功
率不稳定、光斑不均匀的问题，有效提升了高阶
模式输出的光纤激光器的实用性，本发明可以应
用于工业激光加工、表面等离子体激发、粒子操
纵、显微成像和光存储等领域。
CN113555759A
CN113555759A权利要求书1/1页

1.一种全保偏光纤结构的环形光斑输出连续光纤激光器，其特征在于，包括：
第一布拉格光纤光栅(1)；
第一长周期光纤光栅(2)；
波分复用器(3)；
泵浦源(4)；
增益光纤(5)；
第二长周期光纤光栅(6)；
第二布拉格光纤光栅(7)；
偏振合束器(8)以及
输出端(9)，所述第一布拉格光纤光栅(1)和第二布拉格光纤光栅(7)作为激光腔的反
射镜；
其中，所述第一长周期光纤光栅(2)和第二长周期光纤光栅(6)用于将LP01模式转换为
LP11模式；
其中，泵浦源(4)用于产生泵浦光；
其中，波分复用器(3)用于将泵浦光耦合进谐振腔内；
其中，增益光纤(5)，用于吸收泵浦光并产生信号光；
其中，偏振合束器(8)用于将两束偏振态正交的激光合成一个环形光斑；
其中，输出端(9)，用于输出信号光；
所述波分复用器(3)的第一端依次通过所述第一长周期光纤光栅(2)和第一布拉格光
纤光栅(1)与所述偏振合束器(8)的第一端相连，所述波分复用器(3)的第二端依次通过所
述增益光纤(5)、第二长周期光纤光栅(6)和第二布拉格光纤光栅(7)与所述偏振合束器(8)
的第二端相连，所述波分复用器(3)的第一端还与所述泵浦源(4)连接，所述偏振合束器(8)
的第三端与所述输出端(9)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种全保偏光纤结构的环形光斑输出连续光纤激光器，其特
征在于：所述增益光纤(5)为保偏光纤，且保偏光纤内掺杂有稀土元素。
3.根据权利要求1所述的一种全保偏光纤结构的环形光斑输出连续光纤激光器，其特
征在于：所述第一布拉格光纤光栅(1)和第二布拉格光纤光栅(7)为刻在保偏光纤上的布拉
格光栅。
4.根据权利要求1所述的一种全保偏光纤结构的环形光斑输出连续光纤激光器，其特
征在于：所述第一长周期光纤光栅(2)和第二长周期光纤光栅(6)为刻在保偏光纤上的长周
期光栅。

2
CN113555759A说明书1/3页

一种全保偏光纤结构的环形光斑输出连续光纤激光器

技术领域
[0001]本发明涉及光纤激光器技术领域，具体为一种全保偏光纤结构的环形光斑输出连
续光纤激光器。

背景技术
[0002]轴对称偏振光束不同于常规的均匀偏振光,其偏振在光束横截面内呈对称分布，
且强度上呈中心为零点的“甜甜圈”，其模式为光纤LP11模式中4个简并矢量模式，轴对称偏
振光主要包括径向偏振光和角向偏振光,其对称电场分布使其在表面等离子体激发、光镊、
粒子加速、激光加工等领域都有着独特的应用优势。因而轴对称偏振光束的产生方法备受
研究者们的关注,但由于光纤制造过程中的误差以及光纤内模式的串扰，实际的高阶模光
纤激光器的输出光斑存在不稳定不均匀的问题，而环形光斑的获得，则需要额外的器件解
除LP11模式的简并。
[0003]目前，产生柱矢量光束的方法主要分为主动方式和被动方式两种。主动方式主要
是通过利用腔内的双折射晶体损耗掉光束中的某些偏振状态或者利用偏振态的叠加来产
生柱矢量光束，这种方法的问题在于对器件的精度要求高，而作用范围相对较小；而被动方
式是在激光腔内或外加入偏振控制器件，其缺点在于易受环境干扰，稳定性差，实用性不
强。

发明内容
[0004]本发明的目的是为了解决目前基于普通光纤的高阶模输出光纤激光器功率稳定
性差，输出光斑不均匀，实用性不强的问题，设计了一种全保偏光纤结构的环形光斑输出连
续光纤激光器。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全保偏光纤结