拓扑电荷可调的高纯度涡旋光纤激光器

《Laser & Photonics Reviews》：Topological Charge Tunable High-Purity Vortex Fiber Laser

本研究提出基于泰勒效应的涡旋激光器生成方法，在大型光纤模式场中实现-3到+3动态调谐的拓扑电荷涡旋光。该激光器模式纯度超94%，支持亚8毫秒重构，适用于实时光学编码。通过相位相关模式损耗设计与泰勒衍射自重构特性，无需额外光学组件即可可靠调制竞争模式，涡旋光展现良好稳定性、可重复性和可扩展性，通过正交拓扑电荷实现多通道通信，为高速光学链路和量子通信提供灵活平台。

　　

摘要

本文提出了一种基于塔尔博特效应（Talbot-effect）的方法，用于在大模场面积光纤中生成具有动态可调拓扑电荷（l = ?3 至 +3）的高纯度涡旋激光器。该涡旋激光器具有出色的运行稳定性，模式纯度超过94%，同时支持快速拓扑电荷重构，模式建立时间小于8毫秒，这是实时光编码应用的关键能力。通过精确控制相位依赖的模式损耗并利用塔尔博特衍射的自重构特性，我们的方法能够在无需额外光学组件的情况下可靠地调制竞争模式。生成的涡旋光束具有稳定的性能、可重复性和可扩展性，拓扑电荷可通过受控的相位调制进行重构。通过在相互正交的电荷状态中进行信息编码，本文展示了具有固有错误抗性的稳健多通道通信能力，凸显了涡旋激光器在高速光链路和量子通信领域的潜力。通过将主动放大与外部模式整形相结合，该技术为先进的结构化光应用提供了一个多功能且可扩展的平台。

利益冲突

作者声明没有利益冲突