消逝波激励的 WGM 光纤激光的偏振特性
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实验中, F1 置于内径等于 2 mm 的玻璃套管 D 内, 在 F1 和 D 的空隙处注入浓度为 3×10−3 mol/L 的罗丹 明 6G 乙醇和乙二醇混合溶液, 混合溶液的折射率为 1.422. 计算表明, 泵浦光进入光纤端面的圆锥角θi 只 需小于θic = 37.6°, 光波仍然以全反射方式在光纤中 传播. 泵浦光在混合溶液中的消逝场 EP 激励染料产 生增益, 圆柱形微腔 WGM 消逝场 EWGM 中的光子在 染料增益中产生受激辐射, 并将受激辐射光耦合进 入微腔[1,2], 在 WGM 的支持下形成激光振荡. WGM 激光的光能 LWGM 从光纤表面沿 xy 平面辐射出来, 由 导 光 光 纤 F2 送 至 光 谱 采 集 系 统 (ICCD: PI-MAX; Spectrometer: Spectrapro 500i)的进光狭缝口, 或者由 硅光电探测器 PD(DSi200)直接检测 LWGM 的辐射强度. 检偏片 P3 置放在 yz 面, 定义Φ＝0°时的通光方向在 y 轴方向上(即与 F1 的纤轴垂直的方向), 转动 P3 判断 WGM 激光辐射的偏振状态.
论文
2009 年 第 54 卷 第 1 期: 1 ~ ?
《中国科学》杂志社
SCIENCE IN CHINA PRESS
消逝波激励的 WGM 光纤激光的偏振特性
韩德昱, 普小云*, 江楠, 冯永利, 祝昆, 张远宪
云南大学物理系, 昆明 650091 *联系人, E-mail: xypu@
圆型腔中的 WGM 是一种 “准正则模式”[13], 表 示 WGM 中光能的一部分以消逝场的形式沿圆型腔 界面的切线方向泄漏到腔外, 形成圆型腔中的 WGM 激光辐射(如图 4(c)中的粗箭头所示). 由于 WGM 激 光辐射的方向垂直于光纤轴向, 其光电场矢量也垂 直于光纤轴向. 通过简单的几何关系可以得出结论: 沿光纤界面同一个大圆各点上的切线方向辐射出的 WGM 激光的光电场矢量(如图 4(c)中的虚线箭头所 示), 必沿径向相交于大圆的圆心. 所以, 当泵浦光严 格沿光纤轴向泵浦时, 由消逝波激励产生的 WGM 激 光辐射是一种辐射方向垂直于纤轴的径向偏振激光 辐射.
2009 年 1 月 第 54 卷 第 1 期
性, 扣除背景信号后归一化的实验结果如图 2 所示. 从图 2 可见, 当 P3 的通光方向与纤轴(z 轴方向)垂直 时(Φ=0°, 180°和 360°), WGM 激光辐射最强; 当 P3 的 通光方向与纤轴平行时(Φ=90°和 270°), WGM 激光辐 射完全消光, 实验数据与图 2 中按马吕斯定律 I=cos2Φ计算的曲线吻合甚好. 由此可知, 当泵浦光严 格沿光纤轴向泵浦时, WGM 激光辐射的光电场矢量 方向垂直于光纤的轴向, 属于典型的 TE 波激光辐射.
图 1 实验系统设置
P1, P2 和 P3, 偏振片; L1, L2 和 L3, 透镜; F1, 单一折射率石英裸光 纤; D, 玻璃套管; F2, 导光光纤; PD, 光电探测器; EP, 泵浦光的消 逝场; EWGM, WGM 的消逝场; LWGM, WGM 激光辐射
确保泵浦光在光纤中以子午光线[10]方式传播; 在近 轴向泵浦条件下, 调整 F1 使其轴线与 z 轴方向的夹角 约等于 10°, 确保泵浦光在光纤中以偏斜光线[10]方式 传播.
播的光束(如图 6(b)所示); 波矢 k⊥ 表示沿纤轴(z 方向)
传播的光束.
3
2009 年 1 月 第 54 卷 第 1 期
图 5 近轴向泵浦条件下的混合偏振 WGM 激光光谱
(a) TE 和 TM 波混合偏振的激光光谱; (b) TE 波的激光光谱; (c) TM 波的激光光谱
G 对于波矢 k// 表示的光束, 在光纤内同时存在平 行和垂直于纤轴方向的光电矢量, 光束在光纤界面 上全反射时, 如图 6(b)所示, 泵浦光在界面外的消逝 场也同时存在平行和垂直于纤轴方向的光电矢量. 处于泵浦光消逝场中的染料分子同时受到平行和垂 直于纤轴方向的光电场激励, 必然产生沿 z 轴方向偏 振以及沿 z 轴的垂直方向偏振的受激辐射光子. 因此, 经过 WGM 的消逝波将增益耦合到微腔中后形成的 激光振荡以及激光辐射, 自然同时含有沿 z 轴偏振的 光电矢量(TM 波)和沿 z 轴的垂直方向偏振的光电矢 量(TE 波). 结合 2.2 节末段的分析, 如图 6(c)所示, TE 波的激光辐射是光电矢量沿径向相交于纤轴的径向 偏振激光辐射, TM 波的激光辐射是光电矢量平行于 纤轴的轴向偏振激光辐射. 所以, 当泵浦光沿光纤近 轴向泵浦时, 由消逝波激励产生的 WGM 激光辐射,
沿 x 轴方向、xy 平面上与 x 轴成 45°夹角的方向. 所 得实验结果与 P2 的通光方向沿 y 轴方向时完全相同, 说明 WGM 激光辐射的偏振状态与光纤内泵浦光的 偏振状态无关.
移开检偏片 P3, 用 2400 g/mm 的光栅光谱仪采集 的 WGM 激光光谱如图 3 所示. 光谱由一组基本等波 长间距的谱线构成, 模式标定的结果也表明(见 2.5 节), 图 3 的激光光谱属于径向模式数(radial mode order)[11] l=1 的 一 系 列 不 同 角 模 式 数 (angular mode number)[11]n 的 TE 波 WGM 激光辐射.
图 4 径向偏振激光产生的示意图
(a) 严格轴向泵浦条件下子午光线在光纤中的传播图示; (b) 泵浦 光在光纤子午面(xz 平面)上的偏振状态图示; (c) 回音壁模式激光
的辐射方向和偏振状态图示
的光电场激励, 不可能产生沿 z 轴分量偏振的受激辐 射光子. 因而, 经过 WGM 的消逝场将增益耦合到微 腔中后形成的激光振荡[1,2]以及激光辐射必然缺乏沿 z 轴的偏振分量, 是一种光电场矢量严格垂直于光纤 轴向的 TE 波激光辐射.
2.4 径向和轴向混合偏振激光的形成
当泵浦光沿光纤近轴向泵浦时, 如图 6(a)所示,
泵浦光在光纤中以偏斜光线方式沿 G
z
轴方向传播G .
任
取波矢为 k
的
一段Βιβλιοθήκη 传播光束进 G
行
分
析,
波矢 k
可以 G
分解为 G
沿
xy
平面上的波矢
k//
和沿
z
轴方向的波矢
k⊥
,
波矢
k//
表示在
xy
平面上沿光纤界面以全反射方式传 G
2009-04-05 收稿, 2009-07-01 接受 国家自然科学基金(批准号: 60877037, 10564005)资助项目
摘要 研究了一种新型光纤激光器——消逝波激励的回音壁模式光纤激光器的偏振特性. 通过实验发现, 在两种不同的光泵浦条件下, 消逝波激励的回音壁模式光纤激光辐射具 有不同的偏振特性. 当泵浦光严格沿光纤轴向泵浦时, 回音壁模式激光只存在横电波, 激光辐射点的光电矢量偏振方向沿光纤径向, 由此形成一种特殊的径向偏振激光辐射; 当泵浦光沿光纤的近轴向泵浦时, 回音壁模式激光既存在横电波又存在横磁波, 由此形 成径向和轴向混合偏振的激光辐射. 根据消逝波激励的回音壁模式光纤激光的辐射机制, 对观察到的激光偏振特性给予了合理的解释.
2 结果与讨论
2.1 严格轴向泵浦
当泵浦光严格沿光纤轴向泵浦时, 旋转起偏片 P2, 首先使 P2 的通光方向沿 y 轴方向. 用光电探测器 PD 结合检偏片 P3, 记录 P3 在不同通光方向条件下 WGM 激光的辐射强度, 以检测 WGM 激光的偏振特
图 2 WGM 激光的光强随 P3 检偏角度Φ的变化规律 然后, 旋转起偏片 P2, 使泵浦光的偏振方向分别
1 实验
图 1 是实验系统设置图. 用倍频 YAG 激光器(北 京镭宝公司生产, 脉宽为 7 ns)波长为 532 nm 的激光 脉冲作为泵浦光. 泵浦光依次经过偏振片 P1 和 P2, P2 用于确定泵浦光的偏振方向, 旋转 P1 以获得所需要 的泵浦能量. 透镜 L1 和 L2 构成光学缩束系统, 缩束 后的光斑直径由原来的 8 mm 缩小至约 1.5 mm. 缩束 后的泵浦光再经焦距为 75 mm 的透镜 L3 会聚后, 以 θi =1.2°的圆锥角进入单一折射率的石英裸光纤 F1, F1 的直径和折射率分别为 196 μm 和 1.458. 在严格轴向 泵浦条件下, 调整 F1 使其轴线严格处于 z 轴方向,
关键词 光纤激光器
径向和轴向偏振光
消逝波激励
回音壁模式
消逝波增益耦合的微腔激光器研究受到光学微 腔研究人员的高度重视[1~4]. 这种微腔激光器通常采 用侧向光泵浦方式, 腔外染料介质的增益通过微腔 回音壁模式(Whispering Gallery Mode, WGM)的消逝 场耦合进入腔内, 并在 WGM 的支持下形成激光振荡. 为提高泵浦效率, 我们把侧向光泵浦改为沿光纤纤 轴的消逝波光泵浦[5,6], 由此, 将 WGM 激光的泵浦阈 值能量从侧向光泵浦的 200 μJ 降低到了轴向光泵浦 的 10 μJ 左右. 采用消逝波激励增益的轴向光泵浦方 式, 由于染料增益和 WGM 模式的消逝场在空间理想 重叠[7], 能有效地降低产生染料激光的泵浦阈值. 此 外, 由于染料增益是由泵浦光在光纤界面外的消逝 场激励产生, 消逝场的偏振状态决定了受激染料分 子的振动状态, 进而决定了消逝波激励的 WGM 光纤 激光器激光辐射的偏振性质. 我们在实验中发现, 当 泵浦光严格沿光纤轴向泵浦时, 由于泵浦光在光纤 界面外的消逝场缺乏轴向的光电场分量, WGM 激光 只存在横电波(TE), 其电矢量偏振方向沿光纤径向, 从而形成一种特殊的径向偏振激光辐射; 当泵浦光
图 3 严格轴向泵浦条件下的 TE 波 WGM 激光光谱
2
论文
2.2 径向偏振激光的形成 当泵浦光严格沿光纤轴向泵浦时, 如图 4(a)所示,
泵浦光在光纤的子午面内以全反射方式沿 z 轴方向 传播. 下面, 将以 xz 平面上传播的光线为例对泵浦光 在光纤界面外的偏振性质进行讨论. 如图 4(b)所示, 泵浦光以入射角θ大于临界入射角θc 的方式传播到光 纤界面上, 经过一个长度约为入射光波长的古斯-汉 森位移 dg(Goos-Hänchen shift)[12], 被界面全反射后再 次进入光纤. 在 dg 区域的光纤界面外, 泵浦光隧穿到 界面外约一个入射光波长 dp 的深度形成消逝场. 泵 浦光的消逝波不能沿 x 轴方向传播, 是一个沿 z 轴方 向传播的行波场[12]. 因而, 泵浦光的消逝场中始终不 存在光电场的 z 轴分量, 这一特性与泵浦光在光纤内 的偏振状态无关. 对于消逝波激励增益的光纤激光 器[5~7], 作为增益介质的染料分子由于缺乏 z 轴分量
引用格式: 韩德昱, 普小云, 江楠, 等. 消逝波激励的 WGM 光纤激光的偏振特性. 科学通报, 2009, 54: 1~? Zhou B, Shen C D, Zheng H B, et al. elemental carbon isotopic composition. Chinese Sci Bull, 2009, 54, doi:
沿光纤的近轴向泵浦时, 泵浦光在光纤界面外的消 逝场同时含有径向和轴向的光电场分量, 由此激励 产生的 WGM 激光既存在横电波(TE)又存在横磁波 (TM), 从而 形成径 向和 轴向混 合偏 振的激 光辐 射 . 径向偏振激光的产生和获得, 在光刻[8]和高分辨率显 微镜[9]等研究领域有重要的应用价值. 本文报道了如 上研究的结果.
2.3 近轴向泵浦
当泵浦光沿光纤的近轴向泵浦时, 移开检偏片 P3, 用 2400 g/mm 的光栅光谱仪直接采集到的 WGM 激光光谱如图 5(a)所示, 光谱由两组基本等波长间距 的相邻谱线构成. 加入检偏片 P3, 将 P3 的通光方向旋 转到纤轴的垂直方向(y 轴方向), 所采集到的 TE 波 WGM 激光光谱如图 5(b)所示, 与图 5(a)比较, 两组 相邻谱线中强度较弱的一组谱线完全消失; 将 P3 的 通光方向旋转到纤轴方向(z 轴方向), 所采集到的 TM 波 WGM 激光光谱如图 5(c)所示, 与图 5(a)比较, 两 组相邻谱线中强度较强的一组谱线基本消失. 图 5 的 结果表明, 在泵浦光沿光纤的近轴向泵浦条件下, 由 消逝波激励产生的 WGM 激光既存在 TE 波又存在 TM 波, 是一种横电波和横磁波同时存在的混合偏振 激光辐射.
论文
2009 年 第 54 卷 第 1 期: 1 ~ ?
《中国科学》杂志社
SCIENCE IN CHINA PRESS
消逝波激励的 WGM 光纤激光的偏振特性
韩德昱, 普小云*, 江楠, 冯永利, 祝昆, 张远宪
云南大学物理系, 昆明 650091 *联系人, E-mail: xypu@
圆型腔中的 WGM 是一种 “准正则模式”[13], 表 示 WGM 中光能的一部分以消逝场的形式沿圆型腔 界面的切线方向泄漏到腔外, 形成圆型腔中的 WGM 激光辐射(如图 4(c)中的粗箭头所示). 由于 WGM 激 光辐射的方向垂直于光纤轴向, 其光电场矢量也垂 直于光纤轴向. 通过简单的几何关系可以得出结论: 沿光纤界面同一个大圆各点上的切线方向辐射出的 WGM 激光的光电场矢量(如图 4(c)中的虚线箭头所 示), 必沿径向相交于大圆的圆心. 所以, 当泵浦光严 格沿光纤轴向泵浦时, 由消逝波激励产生的 WGM 激 光辐射是一种辐射方向垂直于纤轴的径向偏振激光 辐射.
2009 年 1 月 第 54 卷 第 1 期
性, 扣除背景信号后归一化的实验结果如图 2 所示. 从图 2 可见, 当 P3 的通光方向与纤轴(z 轴方向)垂直 时(Φ=0°, 180°和 360°), WGM 激光辐射最强; 当 P3 的 通光方向与纤轴平行时(Φ=90°和 270°), WGM 激光辐 射完全消光, 实验数据与图 2 中按马吕斯定律 I=cos2Φ计算的曲线吻合甚好. 由此可知, 当泵浦光严 格沿光纤轴向泵浦时, WGM 激光辐射的光电场矢量 方向垂直于光纤的轴向, 属于典型的 TE 波激光辐射.
图 1 实验系统设置
P1, P2 和 P3, 偏振片; L1, L2 和 L3, 透镜; F1, 单一折射率石英裸光 纤; D, 玻璃套管; F2, 导光光纤; PD, 光电探测器; EP, 泵浦光的消 逝场; EWGM, WGM 的消逝场; LWGM, WGM 激光辐射
确保泵浦光在光纤中以子午光线[10]方式传播; 在近 轴向泵浦条件下, 调整 F1 使其轴线与 z 轴方向的夹角 约等于 10°, 确保泵浦光在光纤中以偏斜光线[10]方式 传播.
播的光束(如图 6(b)所示); 波矢 k⊥ 表示沿纤轴(z 方向)
传播的光束.
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2009 年 1 月 第 54 卷 第 1 期
图 5 近轴向泵浦条件下的混合偏振 WGM 激光光谱
(a) TE 和 TM 波混合偏振的激光光谱; (b) TE 波的激光光谱; (c) TM 波的激光光谱
G 对于波矢 k// 表示的光束, 在光纤内同时存在平 行和垂直于纤轴方向的光电矢量, 光束在光纤界面 上全反射时, 如图 6(b)所示, 泵浦光在界面外的消逝 场也同时存在平行和垂直于纤轴方向的光电矢量. 处于泵浦光消逝场中的染料分子同时受到平行和垂 直于纤轴方向的光电场激励, 必然产生沿 z 轴方向偏 振以及沿 z 轴的垂直方向偏振的受激辐射光子. 因此, 经过 WGM 的消逝波将增益耦合到微腔中后形成的 激光振荡以及激光辐射, 自然同时含有沿 z 轴偏振的 光电矢量(TM 波)和沿 z 轴的垂直方向偏振的光电矢 量(TE 波). 结合 2.2 节末段的分析, 如图 6(c)所示, TE 波的激光辐射是光电矢量沿径向相交于纤轴的径向 偏振激光辐射, TM 波的激光辐射是光电矢量平行于 纤轴的轴向偏振激光辐射. 所以, 当泵浦光沿光纤近 轴向泵浦时, 由消逝波激励产生的 WGM 激光辐射,
沿 x 轴方向、xy 平面上与 x 轴成 45°夹角的方向. 所 得实验结果与 P2 的通光方向沿 y 轴方向时完全相同, 说明 WGM 激光辐射的偏振状态与光纤内泵浦光的 偏振状态无关.
移开检偏片 P3, 用 2400 g/mm 的光栅光谱仪采集 的 WGM 激光光谱如图 3 所示. 光谱由一组基本等波 长间距的谱线构成, 模式标定的结果也表明(见 2.5 节), 图 3 的激光光谱属于径向模式数(radial mode order)[11] l=1 的 一 系 列 不 同 角 模 式 数 (angular mode number)[11]n 的 TE 波 WGM 激光辐射.
图 4 径向偏振激光产生的示意图
(a) 严格轴向泵浦条件下子午光线在光纤中的传播图示; (b) 泵浦 光在光纤子午面(xz 平面)上的偏振状态图示; (c) 回音壁模式激光
的辐射方向和偏振状态图示
的光电场激励, 不可能产生沿 z 轴分量偏振的受激辐 射光子. 因而, 经过 WGM 的消逝场将增益耦合到微 腔中后形成的激光振荡[1,2]以及激光辐射必然缺乏沿 z 轴的偏振分量, 是一种光电场矢量严格垂直于光纤 轴向的 TE 波激光辐射.
2.4 径向和轴向混合偏振激光的形成
当泵浦光沿光纤近轴向泵浦时, 如图 6(a)所示,
泵浦光在光纤中以偏斜光线方式沿 G
z
轴方向传播G .
任
取波矢为 k
的
一段Βιβλιοθήκη 传播光束进 G
行
分
析,
波矢 k
可以 G
分解为 G
沿
xy
平面上的波矢
k//
和沿
z
轴方向的波矢
k⊥
,
波矢
k//
表示在
xy
平面上沿光纤界面以全反射方式传 G
2009-04-05 收稿, 2009-07-01 接受 国家自然科学基金(批准号: 60877037, 10564005)资助项目
摘要 研究了一种新型光纤激光器——消逝波激励的回音壁模式光纤激光器的偏振特性. 通过实验发现, 在两种不同的光泵浦条件下, 消逝波激励的回音壁模式光纤激光辐射具 有不同的偏振特性. 当泵浦光严格沿光纤轴向泵浦时, 回音壁模式激光只存在横电波, 激光辐射点的光电矢量偏振方向沿光纤径向, 由此形成一种特殊的径向偏振激光辐射; 当泵浦光沿光纤的近轴向泵浦时, 回音壁模式激光既存在横电波又存在横磁波, 由此形 成径向和轴向混合偏振的激光辐射. 根据消逝波激励的回音壁模式光纤激光的辐射机制, 对观察到的激光偏振特性给予了合理的解释.
2 结果与讨论
2.1 严格轴向泵浦
当泵浦光严格沿光纤轴向泵浦时, 旋转起偏片 P2, 首先使 P2 的通光方向沿 y 轴方向. 用光电探测器 PD 结合检偏片 P3, 记录 P3 在不同通光方向条件下 WGM 激光的辐射强度, 以检测 WGM 激光的偏振特
图 2 WGM 激光的光强随 P3 检偏角度Φ的变化规律 然后, 旋转起偏片 P2, 使泵浦光的偏振方向分别
1 实验
图 1 是实验系统设置图. 用倍频 YAG 激光器(北 京镭宝公司生产, 脉宽为 7 ns)波长为 532 nm 的激光 脉冲作为泵浦光. 泵浦光依次经过偏振片 P1 和 P2, P2 用于确定泵浦光的偏振方向, 旋转 P1 以获得所需要 的泵浦能量. 透镜 L1 和 L2 构成光学缩束系统, 缩束 后的光斑直径由原来的 8 mm 缩小至约 1.5 mm. 缩束 后的泵浦光再经焦距为 75 mm 的透镜 L3 会聚后, 以 θi =1.2°的圆锥角进入单一折射率的石英裸光纤 F1, F1 的直径和折射率分别为 196 μm 和 1.458. 在严格轴向 泵浦条件下, 调整 F1 使其轴线严格处于 z 轴方向,
关键词 光纤激光器
径向和轴向偏振光
消逝波激励
回音壁模式
消逝波增益耦合的微腔激光器研究受到光学微 腔研究人员的高度重视[1~4]. 这种微腔激光器通常采 用侧向光泵浦方式, 腔外染料介质的增益通过微腔 回音壁模式(Whispering Gallery Mode, WGM)的消逝 场耦合进入腔内, 并在 WGM 的支持下形成激光振荡. 为提高泵浦效率, 我们把侧向光泵浦改为沿光纤纤 轴的消逝波光泵浦[5,6], 由此, 将 WGM 激光的泵浦阈 值能量从侧向光泵浦的 200 μJ 降低到了轴向光泵浦 的 10 μJ 左右. 采用消逝波激励增益的轴向光泵浦方 式, 由于染料增益和 WGM 模式的消逝场在空间理想 重叠[7], 能有效地降低产生染料激光的泵浦阈值. 此 外, 由于染料增益是由泵浦光在光纤界面外的消逝 场激励产生, 消逝场的偏振状态决定了受激染料分 子的振动状态, 进而决定了消逝波激励的 WGM 光纤 激光器激光辐射的偏振性质. 我们在实验中发现, 当 泵浦光严格沿光纤轴向泵浦时, 由于泵浦光在光纤 界面外的消逝场缺乏轴向的光电场分量, WGM 激光 只存在横电波(TE), 其电矢量偏振方向沿光纤径向, 从而形成一种特殊的径向偏振激光辐射; 当泵浦光
图 3 严格轴向泵浦条件下的 TE 波 WGM 激光光谱
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2.2 径向偏振激光的形成 当泵浦光严格沿光纤轴向泵浦时, 如图 4(a)所示,
泵浦光在光纤的子午面内以全反射方式沿 z 轴方向 传播. 下面, 将以 xz 平面上传播的光线为例对泵浦光 在光纤界面外的偏振性质进行讨论. 如图 4(b)所示, 泵浦光以入射角θ大于临界入射角θc 的方式传播到光 纤界面上, 经过一个长度约为入射光波长的古斯-汉 森位移 dg(Goos-Hänchen shift)[12], 被界面全反射后再 次进入光纤. 在 dg 区域的光纤界面外, 泵浦光隧穿到 界面外约一个入射光波长 dp 的深度形成消逝场. 泵 浦光的消逝波不能沿 x 轴方向传播, 是一个沿 z 轴方 向传播的行波场[12]. 因而, 泵浦光的消逝场中始终不 存在光电场的 z 轴分量, 这一特性与泵浦光在光纤内 的偏振状态无关. 对于消逝波激励增益的光纤激光 器[5~7], 作为增益介质的染料分子由于缺乏 z 轴分量
引用格式: 韩德昱, 普小云, 江楠, 等. 消逝波激励的 WGM 光纤激光的偏振特性. 科学通报, 2009, 54: 1~? Zhou B, Shen C D, Zheng H B, et al. elemental carbon isotopic composition. Chinese Sci Bull, 2009, 54, doi:
沿光纤的近轴向泵浦时, 泵浦光在光纤界面外的消 逝场同时含有径向和轴向的光电场分量, 由此激励 产生的 WGM 激光既存在横电波(TE)又存在横磁波 (TM), 从而 形成径 向和 轴向混 合偏 振的激 光辐 射 . 径向偏振激光的产生和获得, 在光刻[8]和高分辨率显 微镜[9]等研究领域有重要的应用价值. 本文报道了如 上研究的结果.
2.3 近轴向泵浦
当泵浦光沿光纤的近轴向泵浦时, 移开检偏片 P3, 用 2400 g/mm 的光栅光谱仪直接采集到的 WGM 激光光谱如图 5(a)所示, 光谱由两组基本等波长间距 的相邻谱线构成. 加入检偏片 P3, 将 P3 的通光方向旋 转到纤轴的垂直方向(y 轴方向), 所采集到的 TE 波 WGM 激光光谱如图 5(b)所示, 与图 5(a)比较, 两组 相邻谱线中强度较弱的一组谱线完全消失; 将 P3 的 通光方向旋转到纤轴方向(z 轴方向), 所采集到的 TM 波 WGM 激光光谱如图 5(c)所示, 与图 5(a)比较, 两 组相邻谱线中强度较强的一组谱线基本消失. 图 5 的 结果表明, 在泵浦光沿光纤的近轴向泵浦条件下, 由 消逝波激励产生的 WGM 激光既存在 TE 波又存在 TM 波, 是一种横电波和横磁波同时存在的混合偏振 激光辐射.