基于少模光纤布拉格光栅的横模可切换光纤激光器

基于少模光纤布拉格光栅的横模可切换光纤激光器是一篇研究论文，涉及了光纤激光器领域的一个重要研究方向，即通过改变激光振荡波长来实现横模的切换。此研究的核心是利用少模光纤布拉格光栅（Few-mode Fiber Bragg Grating, 简称FBG）的反射特性，提出并验证了这种横模可切换的光纤激光器。该激光器能够输出两种横模，分别是基模（FM）和第一高阶模式（HMs，包括TM01、TE01、HE21偶数和奇数模式）。对应的振荡波长为1051.5nm和1053.3nm，通过调节滤波器的中心波长，可以轻松地切换不同的输出状态。 关键词包括“少模光纤布拉格光栅”、“横模”、“圆柱矢量光束”。研究中还提到，关于少模或多模光纤布拉格光栅（FBGs）的研究已经进行了十多年，大多数研究集中在光谱特性、光纤传感器应用和多波长振荡光纤激光器等方面。Toru Mizunami及其同事在多模和少模光纤上制作了FBG，得到了多峰反射光谱（多凹传输光谱），并从理论上阐明了光谱和模式之间的关系。基于多峰光谱的特性，Xinhua Feng和Dea Seung Moon等人演示了一些能够输出双波长、三波长或可切换波长的光纤激光器。然而，据作者所知，之前没有实验报告过针对基于少模FBG的横模以及它们与振荡波长之间的对应关系的研究。 研究论文详细描述了少模FBG的特性和光纤激光器的工作原理。根据FBG的多峰反射光谱特性，当激光振荡在特定波长时，可以激发出不同的横模模式。这种通过改变波长实现模式切换的方式，为光纤激光器提供了新的输出模式选择的可能性，对于光通信、激光加工、光学测量等领域具有重要意义。 少模光纤激光器的设计理念，采用了光栅结构来控制光束的传播模式。由于不同横模具有不同的振荡波长，因此通过精细调控光栅的参数（如光栅周期、折射率调制等），可以实现对振荡波长的精确控制，进而影响激光器输出横模的状态。此外，论文还指出，研究团队通过分割退化的一阶高阶模，获得了一种径向矢量光束。 在这篇论文中，作者们不仅详细论述了少模FBG的理论基础，而且通过实验验证了他们的设计。论文中提到的通过改变滤波器的中心波长来实现横模切换的技术细节，显示了该技术在实际应用中的可操作性和灵活性。 研究的后续部分可能还会探讨如何进一步优化少模FBG的性能，以及如何将其与其他光学元件结合，以增强激光器的输出特性和应用范围。例如，可以研究将该技术应用于光纤传感器，以实现更精确和可靠的测量结果。 此外，研究者们还可能对提高少模光纤激光器的输出功率、光束质量以及稳定性和效率等进行进一步的研究。这些研究将会为光纤激光器的商业化和工业应用铺平道路，并可能在医疗、科研和工业加工等领域带来革命性的变化。 这篇论文提出并验证了一种新型的横模可切换光纤激光器设计，展现了少模FBG在光电子器件和集成方面的潜在应用价值。这项技术不仅拓展了光纤激光器的应用领域，也推动了光通信和光电子技术的发展。