磁致旋光调制造技术

本发明专利技术公开了一种磁致旋光调

【技术实现步骤摘要】
磁致旋光调Q可调谐径向偏振涡旋空心激光器


[0001]本专利技术涉及激光
，特别是涉及一种磁致旋光调
Q
可调谐径向偏振涡旋空心激光器
。

技术介绍

[0002]人们利用激光谐振腔实现不同分布的空心激光光源，例如，反高斯空心激光器
(
专利
ZL201811357253.9)、
双半反高斯空心激光器
(
专利
ZL201811357117.X)、
双半高斯空心激光器
(
专利
ZL201811208397.8)、
旋转对称偏振空心激光器
(
专利
ZL201910065979.3、
专利
ZL201811208711.2)、
连续旋转偏振空心激光器
(
专利
ZL201811449069.7)、
正交偏振空心圆环激光器
(
专利
ZL201811357112.7)、
可调涡旋相位空心激光器
(
专利
CN202111663417.2)、
双环涡旋空心激光器
(
专利
CN202310760389.9)、
平面空心涡旋空心激光器
(
专利
CN202310764598.0)
和多重轨道角动量涡旋空心激光器
(
专利
CN202310760597.9)
等，上述均为连续波空心激光器，在光学捕获
、
原子冷却
、
量子信息
、
微观粒子光学操纵
、
光学囚禁
、
生物光镊和同位素分离等领域中有着广泛的应用前景
。
但由于连续波空心激光束在激光加工领域有明显的劣势，例如激光打孔和激光切割等
。
随着激光加工技术的深入应用，人们开始致力于高能脉冲空心激光光源的研究，如高能单脉冲空心激光器
(
专利
ZL201811208679.8)、
可调偏振态的空心调
Q
激光器
(
专利
ZL201811357117.X)
等
。
然而，目前的脉冲空心激光器最多携带一种角动量，不仅影响空心激光束的加工效率，而且还限制了其应用潜能
。
本专利技术提出了一种磁致旋光调
Q
可调谐径向偏振涡旋空心激光技术，不仅实现了径向偏振高能脉冲激光输出，同时脉冲激光输出的波长又可调谐
。
磁致旋光调
Q
可调谐径向偏振涡旋空心激光器在工业
、
军事装备
、
空间通信和医疗诊治等领域具有广阔的应用前景，由于激光同时携带自旋角动量和轨道角动量且输出波长又可调谐，也极大地提高了空心激光在材料加工领域的加工效率和加工质量
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种磁致旋光调
Q
可调谐径向偏振涡旋空心激光器
。
本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
[0004]磁致旋光调
Q
可调谐径向偏振涡旋空心激光器，包括光纤耦合输出的半导体激光阵列，光纤耦合输出的半导体激光阵列，的光路上依次设有平凸透镜
、
负圆锥透镜
、
第一正圆锥镜
、
激光增益介质
、
亚波长介质光栅负圆锥镜
、
第二正圆锥镜
、
第三正圆锥镜和负圆锥镜；亚波长介质光栅负圆锥镜
、
第二正圆锥镜外设有磁场线圈；
[0005]所述光纤耦合输出的半导体激光阵列为激光器的泵浦源；
[0006]由平凸透镜
、
负圆锥透镜和第一正圆锥镜组成泵浦光束耦合系统，产生聚焦圆环形光束用于激发涡旋相位激光在谐振腔内运转；
[0007]所述亚波长介质光栅负圆锥镜的底面为亚波长介质光栅结构，用于实现径向偏振激光；所述第一正圆锥镜的锥面和第三正圆锥镜的锥面构成激光器的谐振腔；所述第三正
圆锥镜的锥面为激光器的输出镜；
[0008]通过改变附加在亚波长介质光栅负圆锥镜和第二正圆锥镜的磁场线圈的磁场实现激光器的调
Q
；
[0009]通过调节负圆锥镜和第二正圆锥镜之间的距离实现激光器波长的调谐
。
[0010]所述的平凸透镜为泵浦光束准直透镜
。
[0011]所述的负圆锥镜为输出激光的准直镜
。
[0012]泵浦光束耦合系统中，光束经过平凸透镜准直后由负圆锥透镜的锥面形成轴对称平行的发散光束，再经过负圆锥透镜的凸面聚焦，不同方位的平行光束会聚一点，从2π
方向上看在负圆锥透镜焦平面上形成一个圆形的聚焦圆环，经过第一正圆锥镜将聚焦圆环光束耦合到激光增益介质中激发涡旋相位激光运转
。
[0013]所述的当磁场线圈未加磁场时，激光谐振腔闭合，
Q
开关处于“开门”状态；通过调节磁场线圈的磁感应强度
B
使激光的偏振方向顺时针旋转的角度
ρ
为
45
°
，
45
°
角向偏振光，
45
°
角向偏振光经过第三正圆锥镜反射后仍为
45
°
角向偏振光，再经过亚波长介质光栅负圆锥镜和第二正圆锥镜，
45
°
角向偏振光再顺时针旋转
45
°
转换为切向偏振光，切向偏振光和径向偏振光的偏振方向正交，切向偏振光不能通过亚波长介质光栅负圆锥镜，
Q
开关处于“关门”状态，通过附加或撤销在负圆锥镜和第二正圆锥镜上的磁场实现激光器的调
Q。
[0014]所述的平凸透镜和负圆锥透镜对泵浦光波长镀增透膜；第一正圆锥镜的锥面对泵浦光波长镀增透膜
、
对激光波长镀高反射膜，底面对泵浦光波长和激光波长镀增透膜；激光增益介质的通光面对泵浦光波长和激光波长镀增透膜；亚波长介质光栅负圆锥镜和第二正圆锥镜的通光面对激光波长镀增透膜；第三正圆锥镜的底面对激光波长镀增透膜，锥面对激光波长镀
70
‑
90
％的增透膜；负圆锥镜的通光面对激光波长镀增透膜
。
[0015]本专利技术提供的磁致旋光调
Q
可调谐径向偏振涡旋空心激光器在工业
、
军事装备
、
空间通信和医疗诊治等领域具有广阔的应用前景，由于激光同时携带自旋角动量和轨道角动量且输出波长又可调谐，极大地提高了空心激光在材料加工领域的加工效率和加工质量
。
附图说明
[0016]图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
磁致旋光调
Q
可调谐径向偏振涡旋空心激光器，其特征在于，包括光纤耦合输出的半导体激光阵列
(1)
，光纤耦合输出的半导体激光阵列
(1)
，的光路上依次设有平凸透镜
(2)、
负圆锥透镜
(3)、
第一正圆锥镜
(4)、
激光增益介质
(5)、
亚波长介质光栅负圆锥镜
(6)、
第二正圆锥镜
(7)、
第三正圆锥镜
(9)
和负圆锥镜
(10)
；亚波长介质光栅负圆锥镜
(6)、
第二正圆锥镜
(7)
外设有磁场线圈
(8)
；所述光纤耦合输出的半导体激光阵列
(1)
为激光器的泵浦源；由平凸透镜
(2)、
负圆锥透镜
(3)
和第一正圆锥镜
(4)
组成泵浦光束耦合系统，产生聚焦圆环形光束用于激发涡旋相位激光在谐振腔内运转；所述亚波长介质光栅负圆锥镜
(6)
的底面为亚波长介质光栅结构，用于实现径向偏振激光；所述第一正圆锥镜
(4)
的锥面和第三正圆锥镜
(9)
的锥面构成激光器的谐振腔；所述第三正圆锥镜
(9)
的锥面为激光器的输出镜；通过改变附加在亚波长介质光栅负圆锥镜
(6)
和第二正圆锥镜
(7)
的磁场线圈
(8)
的磁场实现激光器的调
Q
；通过调节负圆锥镜
(6)
和第二正圆锥镜
(7)
之间的距离实现激光器波长的调谐
。2.
根据权利要求1所述的磁致旋光调
Q
可调谐径向偏振涡旋空心激光器，其特征在于，所述的平凸透镜
(2)
为泵浦光束准直透镜
。3.
根据权利要求1所述的磁致旋光调
Q
可调谐径向偏振涡旋空心激光器，其特征在于，泵浦光束耦合系统中，光束经过平凸透镜
(2)
准直后由负圆锥透镜
(3)
的锥面形成轴对称平行的发散光束，再经过负圆锥透镜
(3)
的凸面聚焦，不同方位的平行光束会聚一点，从2π
方向上看在负圆锥透镜
(3)
焦平面上形成一个圆形的聚焦圆环，经过第一正圆锥镜
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕彦飞，夏菁，李雨昭，阮俊英，史衍丽，杨睿，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：