基于腔内球差选模的超高阶拉盖尔-高斯涡旋激光

利用不同阶拉盖尔-高斯(LG)模式激光具有不同光束尺寸的特性,在激光谐振腔内使用短焦距透镜引入球差,使各阶LG模式激光的空间光路发生分离,从而实现对高阶横模的选择并产生高阶LG模式涡旋激光输出.通过对高阶LG模式激光的聚焦特性和透镜球差进行分析计算,给出了高阶LG0,±m模式涡旋激光的角向指数(m)随谐振腔参数变化的理论模型.搭建端面泵浦的1064 nm Nd∶YVO4激光器开展了实验研究,在2.06 W泵浦功率下获得了角向指数可便捷调控且m最高可达到280的超高阶LG0,±m涡旋激光输出.实验产生的超高阶涡旋激光具有良好的功率和模式稳定性,模式变化规律与理论计算结果相符.通过增加泵浦功率或优化泵浦交叠以提高激光增益,理论上可以产生任意高阶的涡旋激光输出.研究结果为超高阶LG模式涡旋激光的产生提供了参考.