CN109792129B - 单片可见光波长光纤激光器 - Google Patents

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Abstract

具有单片激光谐振器的光纤激光器具有激光影响区，用于提供波长低于800nm且在400nm至800nm之间的激光束。使用飞秒激光器形成光纤布拉格光栅、体布拉格光栅、空间光栅和激光束传递图案以改变光纤内折射率的方法。

Description

单片可见光波长光纤激光器
本申请要求2016年4月29日提交的美国临时申请序列号62/329,660的申请日的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及用于产生可见光，例如，400至700nm波长范围的激光束的光纤激光器，以及制造这些激光器的方法。特别地，本发明涉及通过形成激光的光纤布拉格光栅(FBG)(包括飞秒激光形成的FBG)的布置以在光纤中发射激光的配置和方法。
背景技术
通常，FBG是用于提供光谱和空间光谱波长特定反馈的基于光纤的装置的典型形式。这些器件用于产生波长大于1μm(微米)的激光束的光纤激光器中。在光纤激光器应用中，通常通过将相位掩模应用于特种光敏光纤来生产FBGs。该光纤的纤芯通常是Ge掺杂的。当光纤的纤芯通过掩模暴露于紫外光时，紫外光与纤芯中的Ge原子相互作用的局部的折射率发生变化，基于掩模的图案，纤芯的折射率沿着光纤的长度以周期性(即，预定的)图案改变。沿光纤的纤芯长度的折射率的这种周期性修改建立了反馈机制，其依赖于光谱。这样，FBG可以应用于光纤的端部以形成驻波腔，并且当腔内的往返增益超过腔的损耗时引发激光。这样，可以用光纤生成单激光腔，由于光纤的自引导特性和光纤的材料质量，其具有鲁棒性和可靠性的优点。
如这里所用的，除非另有明确说明，否则“UV”，“紫外线”，“UV光谱”和“光谱的UV部分”和类似术语应当给出它们最广泛的含义，并且包括光波长为约10nm至约400nm，以及10nm至400nm。
非另有明确说明，否则本文所用的术语“可见”，“可见光谱”和“光谱的可见部分”和类似术语应给出它们最广泛的含义，并且包括波长为从约380nm至约750nm，以及400nm至700nm。
如本文所用，除非另有明确说明，否则术语“蓝色激光束”，“蓝色激光”和“蓝色”应给出它们最广泛的含义，并且通常指的是提供激光束、激光束、激光源的***。例如，激光器和二极管激光器，其提供例如传播激光束或波长为约400nm至约500nm的光。
如本文所用，除非另有明确说明，否则术语“绿色激光束”，“绿色激光”和“绿色”应给出其最广泛的含义，并且通常指的是提供激光束、激光束、激光源的***。例如，激光器和二极管激光器，其提供例如传播激光束或波长为约500nm至约575nm的光。
通常，除非另有说明，否则本文所用的术语“约”意指包括±10％的变化或范围、与获得所述值相关的实验或仪器误差以及优选地是这些中的较大者。
本发明背景技术部分旨在介绍本领域的各个方面，其可以与本发明的实施例相关联。因此，本节中的前述讨论提供了用于更好地理解本发明的框架，并且不应被视为对现有技术的承认。
发明内容
通常通过以近红外线开始的脉冲激光源的倍频来实现300-700nm范围内的高功率、高亮度激光源。在这些波长范围内，由于基于光纤的组分的光降解，可防止使用涉及光纤的单腔，其通常使用锗(Ge)作为光敏掺杂剂来处理光纤以提供光谱和空间光谱依赖的反馈和选择。
因此，对于300nm至800nm波长范围内的单片光纤高亮度激光器的鲁棒性存在长期存在且未实现的需求，特别是在可见波长范围内，例如400nm至700nm。在其他发明中，本发明通过提供在此所教导和公开的制造物品、装置和工艺来解决这些需求。
因此，提供了用于产生波长范围为约400nm至约700nm的激光束的激光谐振器，该激光谐振器具有光纤，该光纤具有纤芯和包层，并具有全光纤反馈机构，所述全光纤反馈机构包括第一反射构件和所述第二反射构件；所述第一反射构件和所述第二反射构件沿所述光纤的长度布置并限定其间的距离；以及，其中，所述第二反射构件是光纤布拉格光栅，其中所述光纤布拉格光栅能够提供对第一拉曼阶的反馈；所述光纤布拉格光栅不能提供对第二拉曼阶的反馈。
进一步地，提供了激光器***，以及激光器，其具有这些激光谐振器作为它们的激光发射构件；以及，该激光***中有一个、两个、三个、四个、五个或更多，十个或更多，以及50个或更多个激光谐振器。这些多组分***可以在同一光纤上、在不同光纤上以及两者的组合和变化上相互独立或相互耦合。
进一步地，提供了具有以下特征的一个或多个的谐振器、***、激光器和方法：其中，使用飞秒脉冲在光纤中产生光纤布拉格光栅，以在400-700nm的波长范围内工作；其中波长在光波的波长范围内并且小于800nm；其中，纤芯是纯熔融石英纤芯，光纤布拉格光栅位于纤芯内；其中，纤芯为磷掺杂的芯，光纤布拉格光栅位于纤芯内；其中纤芯未掺杂光敏掺杂剂，从而纤芯没有光敏掺杂剂；激光谐振器能够产生波长低于约500nm的激光束；其中，光纤布拉格光栅通过相对于光波方向垂直刻入光纤中；从而在光纤的核心内提供反馈
进一步地，提供了一种在拉曼增益谱内的特定波长下提供反馈光纤布拉格光栅。
进一步地，提供了一种光纤布拉格光栅，其为光纤耦合体布拉格光栅。
进一步地，提供了一种用于产生波长范围为约400至约700nm的激光束的激光谐振器，其特征在于，该激光谐振器具有光纤，所述包括芯和包层，并具有全光纤反馈机构，所述全光纤反馈机构包括第一反射构件和第二反射构件；所述第一反射构件和所述第二反射构件沿所述光纤的长度布置并限定其间的距离；以及，所述第二反射构件为光纤布拉格光栅，其中所述光纤布拉格光栅能够在拉曼增益光谱的整个阶次上提供反馈。
进一步提供了具有以下特征的一个或多个的谐振器、***、激光器和方法：其中，所述光纤布拉格光栅为光纤耦合体布拉格光栅；所述光纤布拉格光栅相对于所述光波方向的法线以一定角度刻入所述光纤中，从而所述光纤布拉格光栅能够将传播模式重定向到光纤的纤芯之外；所述光纤布拉格光栅相对于所述光波方向的法线以弯曲形状刻入光纤中；从而所述光纤布拉格光栅能够仅将n个模式重定向回所述光纤的纤芯，其中n可以从1到<4之间变化；所述光纤布拉格光栅刻入纯熔融石英芯光纤中；所述光纤布拉格光栅刻入纯熔融石英芯光纤中；所述光纤布拉格光栅刻入光纤的磷掺杂纤芯中；所述光纤布拉格光栅刻入掺杂的纤芯中；所述纤芯未掺杂光敏掺杂剂，从而所述纤芯没有光敏掺杂；所述激光谐振器能够产生波长低于500nm的激光束；所述光纤布拉格光栅能够提供超过n拉曼阶的损耗，其中n可以在2到>10之间变化；所述光纤布拉格光栅是光纤耦合体布拉格光栅；通过使用飞秒激光脉冲产生所述光纤耦合体布拉格光栅；所述光纤布拉格光栅是光纤耦合体布拉格光栅；其中所述光纤耦合体布拉格光栅在玻璃中制成；所述光纤布拉格光栅是光纤耦合体布拉格光栅；所述光纤布拉格光栅为光纤耦合体布拉格光栅；其中，所述光纤耦合体布拉格光栅通过相对于所述光波方向垂直刻入玻璃中；由此，所述光纤耦合体布拉格光栅能够在所述光纤的纤芯内提供反馈；所述光纤布拉格光栅为光纤耦合体布拉格光栅；其中，所述光纤耦合体布拉格光栅通过相对于光波方向的法线以一定角度刻入所述光纤中，从而所述光纤耦合布拉格光栅能够将传播模式重定向到所述光纤的纤芯之外；所述光纤布拉格光栅是光纤耦合体布拉格光栅；其中，所述光纤耦合体布拉格光栅通过相对于所述光波方向的法线以弯曲形状刻入所述光纤中；由此，所述光纤耦合布拉格光栅能够仅将n个模式重定向回所述光纤的纤芯中，其中n可以从1到<4之间变化。
另外，还提供了一种用于产生波长范围为约400至约700nm的激光束的激光谐振器，该激光谐振器具有光纤，所述光纤具有芯和包层，并具有全光纤反馈机构，所述全光纤反馈机构包括第一反射构件和第二反射构件；所述第一反射构件和所述第二反射构件沿光纤的长度布置并限定其间的距离；以及，所述第二反射构件为光纤布拉格光栅，其中所述光纤布拉格光栅能够提供第二拉曼阶的损耗。
进一步地，提供了一种用于产生波长范围为约400至约700nm的激光束的激光谐振器，该激光谐振器具有光纤，所述光纤包括芯和端盖，以及包层，并具有全光纤反馈机构，所述全光纤反馈机构包括位于所述光纤中的第一反射构件和位于所述端盖中的第二反射构件；所述第一反射构件和所述第二反射构件沿光纤的长度布置并限定其间的距离；以及，所述第二反射构件为布拉格光栅，其中所述布拉格光栅能够提供拉曼阶的反馈。
进一步提供了具有以下特征的一个或多个的谐振器、***、激光器和方法：所述第一反射构件为体布拉格光栅；所述第一反射构件为空间光栅。
进一步提供了具有以下特征的一个或多个的谐振器、***、激光器和方法：所述布拉格光栅能够为第一拉曼阶提供反馈；所述布拉格光栅不能向第二拉曼阶提供反馈；所述布拉格光栅不能向第二拉曼阶提供反馈；所述布拉格光栅相对于光波方向垂直写入所述光纤端盖，其中所述布拉格光栅为弯曲的以匹配光纤的NA，从而所述布拉格光栅在所述光纤的纤芯内提供反馈；所述布拉格光栅在拉曼增益谱内的特定波长处提供反馈；所述布拉格光栅在整个拉曼增益谱上提供反馈。
另外，提供了写入连接到光纤的光纤端盖中的体布拉格光栅，所述布拉格光栅提供拉曼阶的损耗。连接到光纤的光学端盖的表面上的介电涂层可以是足够窄的带，以提供关于n＝1拉曼级的反馈，但是对于n＝2或更高的拉曼级没有反馈。谐振器可以是用于一个反射器的介电涂层和用于另一个反射器的体布拉格光栅的组合。
进一步提供了具有以下特征的一个或多个的谐振器、***、激光器和方法：所述体布拉格光栅相对于光波方向的法线以一定角度刻入所述光纤中，以重定向传播模式到光纤的纤芯之外；所述光纤端盖为玻璃；所述光纤端盖为未掺杂光敏掺杂剂的玻璃，从而所述光纤端盖不含光敏掺杂剂，并且能够产生波长低于500nm的激光束；
进一步地，提供了一种用于产生波长范围为约400至约700nm的激光束的激光谐振器，该激光谐振器具有光纤，所述光纤包括芯和包层，并具有全光纤反馈机构，所述全光纤反馈机构包括位于所述光纤中的第一反射构件和位于所述光纤中的第二反射构件；所述第一反射构件和所述第二反射构件沿光纤的长度布置并限定其间的距离；以及，所述第二反射构件是纳米结构的蛾眼光栅。
进一步提供了具有以下特征的一个或多个的谐振器、***、激光器和方法：所述纳米结构的蛾眼光栅能够提供拉曼阶的反馈；所述纳米结构的蛾眼光栅能够为第一拉曼阶提供反馈；所述纳米结构的蛾眼光栅不能提供第二拉曼阶的反馈；所述纳米结构的蛾眼光栅不能提供第二拉曼阶的反馈；所述纳米结构的蛾眼光栅在所述光纤的末端上的玻璃中形成；所述纳米结构的蛾眼光栅相对于光波方向垂直位于所述光纤中，从而能够在光纤的纤芯内提供反馈；所述纳米结构的蛾眼光栅能够在拉曼增益谱内的特定波长下提供反馈；述纳米结构的蛾眼光栅能够在整个拉曼增益谱上提供反馈；纳米结构的蛾眼光栅能够提供所述第二拉曼阶的损耗；所述纳米结构的蛾眼光栅相对于光波方向的法线以一定角度位于所述光纤中，从而能够将传播模式重定向到光纤的纤芯之外；所述波长在400nm至500nm之间；所述纳米结构的蛾眼光栅能够提供超过n拉曼阶的损耗，其中n在2到>10之间变化。
进一步地，提供了一种用于提供波长小于800nm的激光束的光纤激光器，所述光纤激光器具有激光谐振器，所述激光谐振器包括光纤、泵浦激光输入端和激光束输出端；所述光纤具有芯和包层；以及，所述激光束输出端具有激光影响区，所述激光影响区的折射率不同于纤芯的折射率，所述激光影响区界定布拉格光栅，以透射具有预设波长的激光束，并反射预设范围的波长，其中所述预定范围不包括透射的所述激光束的波长。
另外，进一步提供了具有以下特征的一个或多个的谐振器、***、激光器和方法：所述激光谐振器为单片光纤激光谐振器；所述激光束输出端为体布拉格光栅；所述激光束输出端为光纤布拉格光栅；透射的所述激光束的波长范围在约400nm至约600nm之间；透射的所述激光束的波长范围在约400nm至约500nm之间；透射的所述激光束的波长范围在约425nm至约475nm之间；透射的所述激光束的波长为457nm；透射的所述激光束的波长为466nm。
另外，提供了一种制造光纤激光谐振器的方法，该方法包括：提供光纤；用脉冲宽度小于10皮秒的脉冲激光束处理所述光纤的一个区域，从而在具有变化折射率的光纤中形成激光影响区；从而定义光纤布拉格光栅；其中所述光纤布拉格光栅是波长选择性的，以透射约400nm至约700nm范围内的波长。
进一步提供了具有以下特征的一个或多个的谐振器、***、激光器和方法：所述脉冲宽度小于1皮秒；所述激光影响区没有光敏掺杂剂。
进一步地，提供了一种制造光纤激光谐振器的方法，该方法包括：提供光纤；用折射率改性剂处理光纤的一个区域，从而在具有变化折射率的光纤中形成激光影响区；从而定义光纤布拉格光栅；其中所述光纤布拉格光栅是波长选择性的，以透射约400nm至约700nm范围内的波长。。
另外，进一步提供了具有以下特征的一个或多个的谐振器、***、激光器和方法：所述折射率改性剂是一种化学试剂；所述折射率改性剂为热处理；所述折射率改性剂为电磁辐射束；所述电磁辐射束为准分子激光束，所述光纤布拉格光栅由准分子激光器提供的深紫外辐射生成；所述电磁辐射束是X射线束，其中所述光纤布拉格光栅是通过将所述光纤暴露于X射线生成。
进一步地，进一步提供了一种用于产生波长范围为约400至约700nm的激光束的激光谐振器，该激光谐振器具有光纤，所述光纤包括芯、端盖和包层，并具有集成反馈机构，所述集成反馈机构包括位于所述光纤中的第一反射构件和位于所述端盖的表面的第二反射构件；所述第一反射构件沿光纤的长度布置并在其间限定一定距离；以及所述第二反射构件为介电涂层，其中，所述介电涂层能够提供对第一拉曼阶的反馈；所述第二反射构件为介电涂层，其中介电涂层不提供对n＝2拉曼阶的反馈。
进一步提供了一种用于产生波长范围为约400至约700nm的激光束的激光谐振器，该激光谐振器具有光纤，所述光纤包括芯、端盖和包层，并具有集成反馈机构，所述集成反馈机构包括位于所述端盖的面上的第一反射构件和位于所述光纤中的第二反射构件；所述第二反射构件沿光纤的长度布置并在其间限定一定距离；以及所述第二反射构件为布拉格光栅，其中所述布拉格光栅能够提供对第一拉曼阶的反馈。
另外，提供了一种用于产生波长范围为约400至约700nm的激光束的激光谐振器，该激光谐振器具有光纤，所述光纤包括芯、端盖以及包层，并具有集成反馈机构，所述集成反馈机构包括位于一端盖的面上的第一反射构件和位于另一端盖的面上的第二反射构件；所述第一反射构件和所述第二反射构件沿光纤的长度布置并限定其间的距离；以及，所述第二反射构件为窄带介电涂层，其中所述窄带介电涂层能够提供对第一拉曼阶的反馈。
另外，进一步提供了具有以下特征的一个或多个的谐振器、***、激光器和方法：所述第二反射构件为窄带介电涂层，其中所述窄带介电涂层不提供对第二拉曼阶的反馈或从n>1到xx的任何其他拉曼阶的反馈；所述第一反射构件为窄带介电涂层，其提供对第一拉曼阶的反馈，并且是泵浦波长的低反射涂层；所述第一反射构件和所述第二反射构件均为介电涂层，其提供对第一拉曼阶的反馈，并且都是泵浦波长的低反射涂层；所述第一反射构件和所述第二反射构件均为介电涂层，其提供对n拉曼阶的反馈，其中n>1到xxx；所述第一反射构件和所述第二反射构件均为介电涂层，其提供对n拉曼阶的反馈，其中n>1到n＝10；所述第一反射构件和所述第二反射构件均为介电涂层，其提供对第一拉曼阶的反馈，所述第一介电涂层对泵浦波长具有低反射率，所述第二介电涂层对泵浦波长具有高反射率，使得泵浦波长第二次通过所述谐振器，以提高激光器的转换效率。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的激光谐振器的一端的横截面示意图。
图2是根据本发明一实施例的单片激光谐振器的一端的横截面示意图。
图3是根据本发明一实施例的位于单片激光谐振器的端部的基于光纤的VBG配置的横截面示意图。
图4是根据本发明一实施例的的激光谐振器的一端的横截面示意图。
图5是根据本发明一实施例的的激光谐振器的一端的横截面示意图。
图6是根据本发明一实施例的的单片激光谐振器的横截面示意图。
图6A是图6的激光谐振器的主视图。
图7A至7F是根据本发明示出各种条件和拉曼阶次的函数的内部激光谐振器功率和各种条件和拉曼阶次的函数关系变化的曲线图。
图8A至8D是根据本发明制造FBG的激光束发射图案的横截面示意图。
图9是根据本发明的激光器性能的曲线图。
图10是根据本发明一实施例的反射构件为介电涂层的横截面示意图。
图11是根据本发明一实施例的反射构件为介电涂层的横截面示意图。
具体实施方式
通常，本发明的实施例涉及光纤中的单片激光谐振器。单片激光谐振器具有一个，优选地由光纤形成的两个完整FBGs，以生成激光谐振器的端部。
通常，在本发明的实施例中，反射构件在沿光纤长度的区域形成。反射构件可以是波长特定的，反射特定波长范围为宽(例如，数百纳米的反射波长范围)，它可以是波长限制的(例如，反射波长大于x nm，反射波长低于y nm)或者它可以是窄的(例如，反射波长是几十纳米或更小)。
优选地，在单片光纤激光谐振器的实施例中，激光谐振器具有至少一个反射构件，优选为两个端部反射构件，其与光纤一体形成。在最优选的实施例中，通过使用飞秒激光器，在光纤中形成一个且优选两个反射构件，以形成激光谐振器的端部。飞秒激光器向光纤提供激光照射的图案，以修改，例如，改变光纤中材料的光学性质，例如折射率，以从光纤反射构件产生，例如FBG，在激光谐振器的末端。
通常，用于单片激光谐振器的光纤可具有纤芯和围绕纤芯的第一、第二或更多包层。纤芯可以由光学透明介质制成，并且具有约0.1μm至约1000μm的直径。在优选实施例中，纤芯由玻璃制成并且具有约50μm的直径。包层可以由玻璃制成，并且具有约15μm至500μm的厚度(距离层的内表面至层的外表面的距离，例如横截面)。在优选实施例中，包层(在多包层实施例中，最内层)由玻璃制成并且具有25μm的厚度。
在优选的实施方案中，使用优选的纤芯和优选的包覆层。
单片光纤激光器谐振器的实施例可以是约0.1cm至约100cm、几米长、1000米或更长。优选地，单片光纤激光器谐振器小于约50米。然而，可以预期更长和更短的激光谐振器。
形成飞秒激光的FBG的长度可为约0.1mm至约500mm。在激光谐振器的实施例中，下表提供了谐振器的实施例的示例，以提供不同的激光。
表1提供了本激光***的实施例的若干示例。
表1
在光纤中形成的FBGs用于提供激光谐振器的端部，其优选地通过以预定图案和预定能量水平输送飞秒激光束来处理光纤。由输送图案递送的激光能量使得光纤光学性质发生变化。这提供了在激光谐振器的任一端具有定制的和变化的FBGs的能力。例如，激光发射图案可以随着光纤的长度而具有变化的发射密度，从而在FBG的长度上提供逐渐改变的光学特性。这些变化的特性可以是均匀变化的、交错的、变化的、基本上非周期性的，周期性的以及其他组合和变化。
参见图8A至8D，示出了具有激光传输图案和激光影响区域的实施例的光纤的横截面图。在图8A中，示出了具有纤芯802和包层801的光纤。当从照射图案线805、805a、805b、805c到805d观察时，激光传输图案的的每行激光照射密度越来越低。预期具有不同照射密度的其他图案。另外，密度可以沿着光纤轴的长度变化、径向地从光纤的中心变化，以及其组合和变化。转到图8B中，示出了具有芯820和包层821的光纤，该包层821具有激光照射线850，其与光纤的纵轴成800°角。该角度可以是0到179度。
转到图8C，示出了具有芯822和包层812的光纤的截面。该光纤具有激光影响区855，在该区域中所传送的激光发射图案改变了材料的光学性质。在图8C中，激光影响区，例如区域856完全在纤芯823内。在图8D的实施例中，激光影响区856位于纤芯823中，并延伸到包层813中。应该理解，特别是使用飞秒激光时，激光影响区基本上与激光发射图案指向的区域相同。然而，取决于射击密度、能量和投射时间，激光影响区可以大于或小于投射图案输送的区域。
在一实施例中，可以通过修改谐振器或在谐振器中的任何地方***另一光纤组件来实现二阶斯托克斯抑制。
在激光谐振器的一个实施例中，激光谐振器由光纤中的全光纤反馈机构组成，用于300nm至800nm波长范围，特别是400nm至700nm波长范围。使用飞秒高强度激光在光纤的纤芯中生成周期性结构以产生FBG。通过用高强度激光改变玻璃的折射率来获得周期性结构。周期性折射率变化允许在400-700nm波长范围内的特定波段的光谱选择，以用于n阶拉曼光纤激光器。光谱选择在400-700nm光谱窗口的任何位置，以提供感兴趣的波长的反馈或生长。
通过FBG提供的反馈允许激光振荡产生n阶光纤拉曼激光，如图1所示。图1是拉曼激光器101的激光谐振器100的实施例的横截面示意图。谐振器100具有光纤102，其具有芯103和包层104，以及外包层105。谐振器100具有反射器构件，在该实施例中为FBG 106。谐振器100具有第二反射构件，其未在图中示出，但是沿着光纤102的长度位于左侧，与FBG相距一定距离。激光的传播用虚线107a表示，而前向和反射光的路径分别用箭头107和107b表示。
另外，在激光谐振器的实施例中，可以通过倾斜FBG来抑制“n+1”阶拉曼模式的增长，使得“n+1”阶拉曼模式的能量从纤芯射出，如图2所示。这种抑制允许n阶拉曼模式的能量增加超过传统的功率限制。在该实施例中，应注意激光图案延伸到包层中。
参见图2，图2提供了拉曼激光器201的激光谐振器200的实施例的横截面示意图。谐振器200具有光纤202，其具有纤芯203和包层204，以及外包层205。激光谐振器200具有反射构件，在该实施例中是成角度的FBG 206。谐振器200具有图中未示出的第二反射构件，但沿光纤202的长度位于左侧，与FBG 206相距一段距离。激光的传播用虚线207a表示，而前向和反射光的路径分别用箭头207和207b表示。注意到FBG刻写的方式，例如，在纤芯和包层中以及相对于光纤的轴线处刻写的方式，使得反射光706b离开纤芯。谐振器具有图中未示出的第二反射构件，但是沿着光纤的长度位于左侧，与FBG相距一段距离。
另外，尽管在图中以一条或多条线的横截面示出，但应理解激光图案通常是圆盘形状，即，沿着杆线光纤的线条，以跟随图案输送的纤芯区域外部，或填充纤芯区域，假设意图如此。图案的形状不一定必须是圆盘形、半圆盘、垂直线、平面、三角形、圆锥和其他形状，以及可以使用的这些图案的组合和变化。此外，如果光纤和纤芯不是圆形的，例如，然后，激光束传递图案可以与该光纤具有相同的形状，例如，方形，以符合光纤的形状，假设其就是这样的意图。
在一个实施例中，还使用体布拉格光栅(VBG)代替光纤的部分，其中光纤布拉格光栅直接写入光纤，如图3所示。因此，该实施例具有第一光纤部分310，第一光纤部分310具有外包层311、内包层312和纤芯313。透镜，透镜320的组件位于光纤310和光学构件330之间的光路中，光学构件330具有刻写在构件330中的VGB 331。透镜321位于VGB 331和第二光纤部分340之间，第二光纤部分340具有外包层341、内包层342和纤芯343。光(由箭头示出)与适当的透镜320,321耦合在VBG 331内(向前和反射的箭头370a)和外(箭头370b，激光传播)。入射光和出射光被引导到光纤中，该光纤构成光纤耦合器件。光纤耦合的VBG接合到拉曼有源光纤的输入和输出，实现与使用光纤布拉格光栅相同的结果。谐振器具有图中未示出的第二反射构件，但沿光纤310的长度位于左侧，与VBG相距一定距离。
在一个实施例中，体布拉格光栅被写入(例如，通过形成纤芯的激光影响区、包层或两者生成)一片玻璃端盖中，从而以上述方式提供反馈，如图4所示。因此，该实施例具有光纤部分410，其具有外包层411、内包层412和纤芯413。光纤414的表面与光学构件430(例如玻璃端盖)具有机械和光学接触，例如熔合。VGB 431刻写在构件430中。光(由箭头示出)耦合射入或射出(箭头470)VBG 431，并从(箭头470a)传播。因此，图4的配置可以形成光纤激光谐振器的一端或两端。
FBG或VBG可以通过相对于光传播方向的法线的曲面写入，以反射低阶模式，如图5的实施例中所示。参照图5，提供了用于激光器的激光谐振器的反射构件500的实施例的横截面示意图。反射构件500具有光纤502，其具有纤芯503和内包层504，以及外包层505。反射构件500具有光学构件530，例如玻璃端盖，其具有以弯曲形状刻入或写入的VGB 531。激光的传播由虚线507a示出，而前向和反射光的路径由保持在纤芯中的箭头507示出，并且反射光的路径被引导出纤芯，例如，从不进入纤芯，由箭头507b显示。
在图6和6A所示的实施例为交错或分散的图案，例如“蛾眼”激光束传递图案，可以直接传送到光纤的末端，以产生蛾眼图案激光影响区，并提供反馈，例如，以上面讨论的方式进行反射，以及在实施例中进行激光束的传播。因此，参见图6，示出了用于激光器的激光谐振器的反射构件600的实施例的横截面示意图。反射构件600具有光纤602，其具有芯603和内包层604，以及外包层605。激光影响区630放置在光纤602的末端，在该实施例中，例如，位于光纤面607。应当理解的，在实施例中，它可以位于光纤602内的其他点处。在图6A中，示出了光纤面607的平面示意图，该光纤面示出了蛾眼图案631。
在图1至图6中，仅示出了光纤的截面，这些附图仅是示意图，应理解，光纤实际长度更长，并且在实施例中更长，例如，长于图中描绘的数量级以及几个数量级。
全光纤反馈机构允许构造全光纤n阶，优选单片拉曼光纤激光器。
参见图7A至7F，示出了一系列曲线图，其描绘了拉曼驻波和输出光功率的实施例的激光谐振器的模型内部功率和其他因素。
在图7A中，示出了以瓦特(W)为单位的信号功率与以米为单位的光纤长度的关系图，对于一阶拉曼的额外损耗(二阶拉曼损耗为0dB)。一阶拉曼功率输出为56W。曲线701用于表示457nm前向信号，曲线702用于表示457nm后向信号。
图7B示出了以瓦特(W)为单位的信号功率与以米为单位的光纤长度的关系，对于二阶拉曼(二阶拉曼损耗为0dB)。二阶拉曼功率输出为55W。曲线711用于表示466nm前向信号，曲线712用于表示466nm后向信号。
图7C示出了以瓦特(W)表示的信号功率与以米为单位的光纤长度的关系，对于一阶拉曼(二阶拉曼损耗为6dB)。一阶拉曼功率输出为120W。曲线721用于表示457nm前向信号，曲线722用于表示457nm后向信号。
图7D示出以瓦特(W)表示的信号功率与以米为单位的光纤长度的关系，对于二阶拉曼(二阶拉曼损耗为6dB)。二阶拉曼功率输出为15W。曲线731用于表示466nm前向信号，曲线732用于表示466nm后向信号。
图7E示出了以瓦特(W)为单位的信号功率与以米为单位的光纤长度的关系，对于一阶拉曼(二阶拉曼损耗为13dB)。一阶拉曼功率输出为193W。曲线741用于表示457nm前向信号，曲线742用于表示457nm后向信号。
在图7F示出以瓦特(W)为单位的信号功率与以米为单位的光纤长度的关系，对于二阶拉曼(二阶拉曼损耗为13dB)。二阶拉曼功率输出为0W。曲线751用于表示466nm前向信号，曲线752用于表示466nm后向信号。
在图9中，提供了一阶和二阶拉曼斯托克斯线901,902的输出功率(以瓦特为单位)的曲线图900，作为激光腔中的二阶拉曼斯托克斯线处的附加损耗(以dB为单位)的函数。因此，该曲线图描绘了通过增加激光谐振器内二阶拉曼斯托克斯线的损耗来抑制二阶拉曼激光。该图还示出了光纤拉曼激光器内的驻波功率。
参见图10，图10示出了用于产生波长范围为约400至约700nm的激光束的激光谐振器1000的实施例的截面图。激光谐振器具有光纤1001，光纤1001包括芯1002和端盖1003，以及包层1004，并且具有集成反馈机构1005，集成反馈机构1005具有位于光纤中的第一反射构件1006和位于端盖1003的表面1008的第二反射构件1007；第一反射构件沿光纤的长度布置并限定其间距离1010。第二反射构件1007是介电涂层，其提供对拉曼阶次的反馈，并且优选地提供对第一拉曼阶的反馈，并且不提供对n＝2拉曼阶的反馈。
参见图11，示出了用于产生波长范围为约400至约700nm的激光束的激光谐振器的实施例的截面图。激光谐振器具有第一端盖1104，第一端盖1104具有在泵浦波长处的第一拉曼阶AR处的介电涂层，第二端盖1105具有在在泵浦波长处的第一拉曼阶1102R<95％HR处的介电涂层，光纤1103连接到端盖并将端盖放置在光学通信中。
在一个实施例中，第二反射构件是布拉格光栅，其能够并且提供对第一拉曼阶的反馈。
在另一个实施方案中，在光纤的任一端上使用两个端盖。在该实施例中,在图10的实施例中，端盖的表面具有形成反射构件的介电涂层。第二端盖的表面还具有形成第二反射构件的介电涂层。端盖表面上的介电涂层可以是窄带介电涂层，其不提供对第二拉曼阶的反馈或从n>1到xx的任何其他拉曼阶。它可以是窄带介电涂层，其提供第一拉曼阶的反馈，并且是泵浦波长的低反射涂层。它可以使两个反射构件都是介电涂层并提供对第一拉曼阶的反馈，并且优选的是泵浦波长的低反射涂层。它可以使两个反射涂层都是介电涂层，并且第一介电涂层对泵浦波长具有低反射率，而第二介电涂层对泵浦波长具有高反射率，这使得泵浦波长第二次通过谐振器，从而提高了激光的转换效率。
在本发明的一个实施例中，提供了一种使用布拉格光栅的光纤激光器，以提供对光纤激光器的第一拉曼阶的反馈，但不提供对第二拉曼阶的反馈。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤激光器，其使用布拉格光栅来提供对该光纤激光器的第一拉曼阶的反馈，但不提供对第二拉曼阶的反馈，其通过使用飞秒脉冲在光纤中生成，以在波长范围为400-700nm工作。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤激光器，其使用布拉格光栅来提供对光纤激光器的第一拉曼级的反馈，但不提供对第二拉曼阶的反馈，其在纯熔融石英芯光纤中生成。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤激光器，其使用布拉格光栅来提供对光纤激光器的第一拉曼级的反馈，但不提供对第二拉曼阶的反馈，其在磷掺杂的芯光纤中生成。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤激光器，其使用布拉格光栅来提供对光纤激光器的第一拉曼阶的反馈，但在掺杂的纤芯中生成时不提供第二拉曼阶的反馈。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤激光器，其使用布拉格光栅来提供对光纤激光器的第一拉曼阶的反馈，但不提供对第二拉曼阶的反馈，其中当在低于500nm的波长下使用，纤芯没有掺杂光敏掺杂剂，例如，天竺葵。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤激光器，其使用布拉格光栅来提供对光纤激光器的第一拉曼阶的反馈，但不提供到第二拉曼阶的反馈，其中光栅通过相对于光波方向垂直刻写到光纤中以在光纤的纤芯内提供反馈。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤布拉格光栅，其在拉曼增益光谱内的特定波长处提供反馈。
在本发明的一个实施例中，提供了光纤布拉格光栅，其在第一拉曼阶的整个拉曼增益谱上提供反馈。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤布拉格光栅，以提供第二拉曼阶的损耗。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤布拉格光栅，其相对于光纤中的光波方向的法线以一定角度刻入，以将传播模式重定向到光纤的纤芯之外。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤布拉格光栅，其相对于光波方向的法线以弯曲形状刻入光纤中，例如凸起，以仅将n个模式重定向回光纤的核心，其中n可以从1到<4变化。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤布拉格光栅，其在纯熔融石英芯光纤中形成。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤布拉格光栅，其在光纤的磷掺杂芯中形成。
在本发明的一个实施例中，提供了一种在掺杂芯中形成的光纤布拉格光栅。
本发明的一个实施例中，提供了一种光纤布拉格光栅，其中当在低于500nm的波长下使用时，纤芯未掺杂光敏掺杂剂。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤布拉格光栅，其提供超过n拉曼阶的损耗，其中n可以在2到>10之间变化。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤耦合体布拉格光栅，其通过使用飞秒脉冲生成，以在400-700nm的波长范围内工作。
在本发明的一个实施例中，提供了一种用玻璃制成的光纤耦合体布拉格光栅。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤耦合体布拉格光栅，其通过相对于光波方向垂直刻入玻璃中的，以在光纤的纤芯内提供反馈。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤耦合体布拉格光栅，其在拉曼增益谱内的特定波长处提供反馈。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤耦合体布拉格光栅，其在整个拉曼增益谱上提供反馈。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤耦合体布拉格光栅，以提供第二拉曼阶的损耗。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤耦合体布拉格光栅，其相对于光波方向的法线以一定角度刻入光纤中，以将传播模式重定向到光纤的纤芯之外。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤耦合体布拉格光栅，其相对于光波方向的法线刻以弯曲形状刻入光纤中，以仅将n个模式重定向回到光纤的纤芯中，其中n可以从1到<4中变化。
在本发明的一个实施例中，提供了一种用玻璃制成的光纤耦合体布拉格光栅。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤耦合体布拉格光栅，其中当在低于500nm的波长下使用时，玻璃没有掺杂光敏掺杂剂。
在本发明的一个实施例中，提供了一种光纤耦合体布拉格光栅，其提供大于n拉曼阶的损耗，其中n可以在1到>10之间变化。
在本发明的一个实施例中，提供了一种体布拉格光栅，其通过使用飞秒脉冲生成，以在400-700nm的波长范围内工作。
在本发明的一个实施例中，提供了一种写入光纤端盖的体布拉格光栅，其在玻璃中制成。
在本发明的一个实施例中，提供了一种写入光纤端盖的体布拉格光栅，该光纤端盖相对于光波方向垂直刻入玻璃中并弯曲以匹配光纤的NA，以提供光纤的纤芯内的反馈。
在本发明的一个实施例中，提供了写入光纤端盖的体布拉格光栅，其在拉曼增益光谱内的特定波长处提供反馈。
在本发明的一个实施例中，提供了写入光纤端盖的体布拉格光栅，其在整个拉曼增益谱上提供反馈。
在本发明的一个实施例中，提供了写入光纤端盖的体布拉格光栅，以提供对第二拉曼阶的损耗。
在本发明的一个实施例中，提供了一种体布拉格光栅，其被写入光纤端盖中，该体布拉格光栅相对于光波方向的法线以一定角度刻入光纤中，以将传播模式重定向到光纤的纤芯外。
在本发明的实施例中，提供了光纤布拉格光栅、体布拉格光栅、空间光栅(诸如蛾眼光栅)和具有布拉格光栅的端盖，其具有以下特征中的一个或多个：在玻璃内生成；当在低于500nm的波长下使用时，玻璃没有掺杂光敏掺杂剂；提供n拉曼阶的损耗，其中n可以从2到>10中变化；通过使用飞秒脉冲生成以在400-700nm的波长范围内工作；通过相对于光波方向垂直刻入在玻璃中，以在光纤的纤芯内提供反馈；提供拉曼增益谱内特定波长的反馈；提供整个拉曼增益谱的反馈；这提供第二拉曼阶的损耗；以及相对于光波方向的法线以一定角度刻入光纤中，以将传播模式重定向到光纤的纤芯之外。
使用飞秒激光来产生FBG是在光纤中产生波长特定折射率变化以形成单片光纤激光器谐振器的优选方法，需要认识到可以采用或随后开发其他方法。例如，FBG可以由准分子激光器提供的深紫外辐射、光纤暴露于X射线或任何其他方法来改变光纤的折射率以产生FBG，以在光谱的可见部分工作。
有几种可商购的飞秒激光器可用于在光纤中产生激光影响区，并形成VBG、FBG和光纤材料折射率改变的其他区域。可以相信的，可以使用小于大约10皮秒、小于大约5皮秒、小于大约1皮秒、小于大约500毫微秒、小于大约100毫微秒的的脉冲宽度的激光束来生成激光影响区。
提供以下实施例以说明本发明的LAM***、LAM方法和拉曼振荡激光器的各种实施方案。这些实施例仅用于说明目的，不应视为，并且不以其他方式限制本发明的范围。
实施例1
激光机柜具有功率调节源、泵浦激光器、10个单片光纤激光器、光束组合器和相关的控制***，安全互锁和监视器，以及冷却***(例如，风扇，散热器或如冷却器的独立冷却***)。功率调节源为半导体激光泵浦源提供功率，其波长为445nm，功率为400瓦，激光泵浦源为10个单片光纤激光器提供泵浦激光束，其中FBG作为激光谐振器的末端。每个单片光纤激光器谐振器产生波长为453nm且功率为200瓦的初始激光束。每个初始激光束由玻璃光束组合器组合射出，产生2000瓦以及衍射受限于高度多模光束质量的输出激光束。
应注意，不需要提供或解决作为本发明的实施例的主题或与本发明的实施例相关联的新颖和突破性过程、材料、性能或其他有益特征和特性的基础理论。然而，在本说明书中提供了各种理论以进一步推进该领域的技术。除非另有明确说明，否则在本说明书中提出的理论决不限制，限制或缩小要求保护的发明所提供的保护范围。这些理论很多都不需要或实践来使用本发明。进一步理解，本发明可以导致新的，迄今未知的理论来解释本发明的方法、物品、材料、装置和***的实施例的功能特征；这种后来发展起来的理论不应限制本发明所提供的保护范围。
除了本文阐述的那些之外，本说明书中阐述的***、设备、技术、方法、活动和操作的各种实施例可以用于各种其他活动和其他领域。另外，这些实施例例如可以用于：将来可能开发的其他设备或活动、并且，基于本说明书的教导，可以部分地修改现有设备或活动。此外，本说明书中阐述的各种实施例可以以不同和各种组合彼此使用。因此，例如，本说明书的各个实施例中提供的配置可以彼此使用；并且，提供本发明的保护范围不应限于特定在特定实施例、示例或特定图中的实施例中阐述的实施例、配置或布置。
在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以以不同于本文件具体公开的形式的其他形式实施。所描述的实施例在所有方面都应被视为仅是说明性的而非限制性的。

Claims (59)

1.一种制造光纤激光谐振器的方法，其特征在于，该方法包括：提供光纤；用脉冲宽度小于10皮秒的脉冲激光束处理所述光纤的一个区域，从而在具有变化折射率的光纤中形成激光影响区；从而定义光纤布拉格光栅；其中所述光纤布拉格光栅是波长选择性的，以透射约400nm至约700nm范围内的波长；
所述用脉冲宽度小于10皮秒的脉冲激光束处理所述光纤的一个区域，包括：通过预定图案和预定能量水平输送飞秒激光束处理所述光纤，所述预定图案每行激光照射密度越来越低；以及
所述激光束照射密度沿光纤的纵轴、径向或其组合变化，所述激光束照射方向与光纤的纵轴夹角为1至179度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脉冲宽度小于1皮秒。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光影响区没有光敏掺杂剂。
4.一种用于产生波长范围为约400nm至约700nm的激光束的激光谐振器，其特征在于，所述激光谐振器通过权利要求1-3中任一项所述的方法制成，该激光谐振器包括：
a.光纤，所述光纤包括纤芯和包层，并具有全光纤反馈机构，所述全光纤反馈机构包括第一反射构件和第二反射构件；所述第一反射构件和所述第二反射构件沿所述光纤的长度布置并限定其间的距离；
b.其中，所述第二反射构件是光纤布拉格光栅，其中所述光纤布拉格光栅能够提供对第一拉曼阶的反馈；所述光纤布拉格光栅不能提供对第二拉曼阶的反馈；以及
所述激光谐振器通过所述光纤布拉格光栅提供的反馈允许激光震荡产生n阶光纤拉曼激光；或者通过倾斜光纤布拉格光栅抑制n+1阶拉曼模式的增长，使得n+1阶拉曼模式的能量从纤芯射出。
5.如权利要求4所述的激光谐振器，其特征在于，使用飞秒脉冲在所述光纤中产生所述光纤布拉格光栅，以在400-700nm的波长范围内工作。
6.如权利要求5所述的激光谐振器，其特征在于，所述光纤布拉格光栅相对于光波方向的法线以一定角度刻入所述光纤中，从而所述光纤布拉格光栅能够将传播模式重定向到光纤的纤芯之外。
7.如权利要求5所述的激光谐振器，其特征在于，所述光纤布拉格光栅相对于光波方向的法线以弯曲形状刻入光纤中；从而所述光纤布拉格光栅能够仅将n个模式重定向回所述光纤的纤芯，其中n可以从1到<4之间变化。
8.如权利要求5所述的激光谐振器，其特征在于，所述光纤布拉格光栅刻入纯熔融石英芯光纤中。
9.如权利要求5所述的激光谐振器，其特征在于，所述光纤布拉格光栅刻入光纤的磷掺杂纤芯中。
10.如权利要求5所述的激光谐振器，其特征在于，所述光纤布拉格光栅刻入掺杂的纤芯中。
11.如权利要求5所述的激光谐振器，其特征在于，所述纤芯未掺杂光敏掺杂剂，从而所述纤芯没有光敏掺杂；所述激光谐振器能够产生波长低于500nm的激光束。
12.如权利要求4所述的激光谐振器，其特征在于，所述纤芯为纯熔融石英芯，所述光纤布拉格光栅位于所述纤芯内。
13.如权利要求4所述的激光谐振器，其特征在于，所述纤芯为磷掺杂纤芯，所述光纤布拉格光栅位于所述纤芯内。
14.如权利要求4所述的激光谐振器，其特征在于，所述纤芯未掺杂光敏掺杂剂，从而所述纤芯没有光敏掺杂剂；激光谐振器能够产生波长小于约500nm的激光束。
15.如权利要求14所述的激光谐振器，其特征在于，所述光纤布拉格光栅为光纤耦合体布拉格光栅。
16.如权利要求4所述的激光谐振器，其特征在于，所述光纤布拉格光栅相对于光波方向垂直刻入所述光纤中，从而在所述光纤的纤芯内提供反馈。
17.如权利要求4所述的激光谐振器，其特征在于，所述光纤布拉格光栅为光纤耦合体布拉格光栅；通过使用飞秒激光脉冲生成所述光纤耦合体布拉格光栅。
18.如权利要求4所述的激光谐振器，其特征在于，所述光纤布拉格光栅为光纤耦合体布拉格光栅；其中，所述光纤耦合体布拉格光栅在玻璃中制成。
19.如权利要求4所述的激光谐振器，其特征在于，所述光纤布拉格光栅为光纤耦合体布拉格光栅；其中，所述光纤耦合体布拉格光栅通过相对于光波方向垂直刻入玻璃中；由此，所述光纤耦合体布拉格光栅能够在所述光纤的纤芯内提供反馈。
20.如权利要求4所述的激光谐振器，其特征在于，所述光纤布拉格光栅为光纤耦合体布拉格光栅；其中，所述光纤耦合体布拉格光栅通过相对于光波方向的法线以一定角度刻入所述光纤中，从而所述光纤耦合布拉格光栅能够将传播模式重定向到所述光纤的纤芯之外。
21.如权利要求4所述的激光谐振器，其特征在于，所述光纤布拉格光栅是光纤耦合体布拉格光栅；其中，所述光纤耦合体布拉格光栅通过相对于光波方向的法线以弯曲形状刻入所述光纤中；由此，所述光纤耦合布拉格光栅能够仅将n个模式重定向回所述光纤的纤芯中，其中n可以从1到<4之间变化。
22.如权利要求4所述的激光谐振器，其特征在于，所述布拉格光栅位于光纤端盖中。
23.如权利要求22所述的激光谐振器，其特征在于，所述光纤端盖包括玻璃。
24.一种在拉曼增益谱内的特定波长下提供反馈光纤布拉格光栅，其特征在于，所述光纤布拉格光栅能够提供超过n拉曼阶的损耗，其中n可以在2到>10之间变化；以及
所述光纤布拉格光栅是光纤耦合体布拉格光栅，包括第一光纤部分、第二光纤部分、2个透镜和光学构件，所述2个透镜分别位于第一光纤部分与光学构件、第二光纤部分与光学构件之间，所述光学构件具有刻写在其中的光纤布拉格光栅。
25.一种用于产生波长范围为约400至约700nm的激光束的激光谐振器，其特征在于，所述激光谐振器通过权利要求1-3中任一项所述的方法制成，该激光谐振器包括：
a.光纤，所述光纤包括芯和包层，并具有全光纤反馈机构，所述全光纤反馈机构包括第一反射构件和第二反射构件；所述第一反射构件和所述第二反射构件沿所述光纤的长度布置并限定其间的距离；
b.所述第二反射构件为光纤布拉格光栅，其中所述光纤布拉格光栅能够在拉曼增益光谱的整个阶次上提供反馈；以及
所述光纤布拉格光栅为光纤耦合体布拉格光栅，包括第一光纤部分、第二光纤部分、2个透镜和光学构件，所述2个透镜分别位于第一光纤部分与光学构件、第二光纤部分与光学构件之间，所述光学构件具有刻写在其中的光纤布拉格光栅。
26.一种用于产生波长范围为400至700nm的激光束的激光谐振器，其特征在于，所述激光谐振器通过权利要求1-3中任一项所述的方法制成，该激光谐振器包括：
a.光纤，所述光纤包括芯和包层，并具有全光纤反馈机构，所述全光纤反馈机构包括第一反射构件和第二反射构件；所述第一反射构件和所述第二反射构件沿光纤的长度布置并限定其间的距离；
b.所述第二反射构件为光纤布拉格光栅，其中所述光纤布拉格光栅能够提供第二拉曼阶的损耗；以及
所述光纤布拉格光栅为光纤耦合体布拉格光栅，包括第一光纤部分、第二光纤部分、2个透镜和光学构件，所述2个透镜分别位于第一光纤部分与光学构件、第二光纤部分与光学构件之间，所述光学构件具有刻写在其中的光纤布拉格光栅。
27.一种用于产生波长范围为约400至约700nm的激光束的激光谐振器，其特征在于，所述激光谐振器通过权利要求1-3中任一项所述的方法制成，该激光谐振器包括：
a.光纤，所述光纤包括芯和端盖，以及包层，并具有全光纤反馈机构，所述全光纤反馈机构包括位于所述光纤中的第一反射构件和位于所述端盖中的第二反射构件；所述第一反射构件和所述第二反射构件沿光纤的长度布置并限定其间的距离；
b.所述第二反射构件为布拉格光栅，其中所述布拉格光栅能够提供拉曼阶的反馈；所述布拉格光栅能够为第一拉曼阶提供反馈；以及
所述布拉格光栅不能向第二拉曼阶提供反馈。
28.如权利要求27所述的激光谐振器，其特征在于，所述布拉格光栅相对于光波方向垂直写入所述光纤端盖，其中所述布拉格光栅为弯曲的以匹配光纤的NA，从而所述布拉格光栅在所述光纤的纤芯内提供反馈。
29.如权利要求27所述的激光谐振器，其特征在于，所述布拉格光栅在拉曼增益谱内的特定波长处提供反馈。
30.如权利要求27所述的激光谐振器，其特征在于，所述布拉格光栅在整个拉曼增益谱上提供反馈。
31.一种写入连接到光纤的光纤端盖中的体布拉格光栅，其特征在于，所述布拉格光栅提供拉曼阶的损耗；所述体布拉格光栅相对于光波方向的法线以一定角度刻入所述光纤中，以重定向传播模式到光纤的纤芯之外；以及
所述光纤端盖包括玻璃。
32.如权利要求31所述的体布拉格光栅，其特征在于，所述光纤端盖包括未掺杂光敏掺杂剂的玻璃，从而所述光纤端盖不含光敏掺杂剂，并且能够产生波长低于500nm的激光束。
33.如权利要求31所述的体布拉格光栅，其特征在于，所述体布拉格光栅提供第二拉曼阶的损耗。
34.如权利要求31所述的体布拉格光栅，其特征在于，所述布拉格光栅提供超过n拉曼阶的损耗，其中n可以从2到>10之间变化。
35.如权利要求31所述的体布拉格光栅，其特征在于，所述体布拉格光栅是使用飞秒脉冲产生；所述体布拉格光栅能够在400-700nm的波长范围内工作。
36.一种用于产生波长范围为约400至约700nm的激光束的激光谐振器，其特征在于，该激光谐振器包括：
a.光纤，所述光纤包括芯和包层，并具有全光纤反馈机构，所述全光纤反馈机构包括位于所述光纤中的第一反射构件和位于所述光纤中的第二反射构件；所述第一反射构件和所述第二反射构件沿光纤的长度布置并限定其间的距离；
b.所述第二反射构件是纳米结构的蛾眼光栅，所述纳米结构的蛾眼光栅在所述光纤的末端上的玻璃中形成；
所述纳米结构的蛾眼光栅相对于光波方向垂直刻入所述光纤中，从而能够在光纤的纤芯内提供反馈；或者，所述纳米结构的蛾眼光栅相对于光波方向的法线以一定角度刻入所述光纤中，从而能够将传播模式重定向到光纤的纤芯之外；以及
所述纳米结构的蛾眼光栅能够提供拉曼阶的反馈。
37.如权利要求36所述的激光谐振器，其特征在于，所述纳米结构的蛾眼光栅能够为第一拉曼阶提供反馈。
38.如权利要求36所述的激光谐振器，其特征在于，所述纳米结构的蛾眼光栅不能提供第二拉曼阶的反馈。
39.如权利要求37所述的激光谐振器，其特征在于，所述纳米结构的蛾眼光栅不能提供第二拉曼阶的反馈。
40.如权利要求36所述的激光谐振器，其特征在于，所述纳米结构的蛾眼光栅能够在拉曼增益谱内的特定波长下提供反馈。
41.如权利要求36所述的激光谐振器，其特征在于，所述纳米结构的蛾眼光栅能够在整个拉曼增益谱上提供反馈。
42.如权利要求36所述的激光谐振器，其特征在于，纳米结构的蛾眼光栅能够提供第二拉曼阶的损耗。
43.如权利要求36所述的激光谐振器，其特征在于，所述玻璃没有掺杂光敏掺杂剂；从而所述玻璃没有光敏掺杂剂。
44.如权利要求36所述的激光谐振器，其特征在于，所述波长在400nm至500nm之间。
45.如权利要求36所述的激光谐振器，其特征在于，所述纳米结构的蛾眼光栅能够提供超过n拉曼阶的损耗，其中n在2到>10之间变化。
46.一种用于提供波长小于800nm的激光束的光纤激光器，其特征在于，所述光纤激光器包括：
a.激光谐振器，所述激光谐振器通过权利要求1-3中任一项所述的方法制成，所述激光谐振器包括光纤、泵浦激光输入端和激光束输出端；
b.所述光纤具有芯和包层；
c.所述激光束输出端具有激光影响区，所述激光影响区的折射率不同于纤芯的折射率，所述激光影响区界定布拉格光栅，以透射具有预设波长的激光束，并反射预设范围的波长，其中所述预设范围不包括透射的所述激光束的波长；以及
所述激光谐振器为单片光纤激光谐振器。
47.如权利要求46所述的光纤激光器，其特征在于，所述激光束输出端为体布拉格光栅。
48.如权利要求46所述的光纤激光器，其特征在于，所述激光束输出端为光纤布拉格光栅。
49.如权利要求46所述的光纤激光器，其特征在于，透射的所述激光束的波长范围在约400nm至约600nm之间。
50.如权利要求46所述的光纤激光器，其特征在于，透射的所述激光束的波长范围在约400nm至约500nm之间。
51.如权利要求47所述的光纤激光器，其特征在于，透射的所述激光束的波长范围在约425nm至约475nm之间。
52.如权利要求48所述的光纤激光器，其特征在于，透射的所述激光束的波长为457nm。
53.如权利要求46所述的光纤激光器，其特征在于，透射的所述激光束的波长为466nm。
54.一种用于产生波长范围为约400至约700nm的激光束的激光谐振器，其特征在于，该激光谐振器包括：
a.光纤，所述光纤包括芯、端盖和包层，并具有集成反馈机构，所述集成反馈机构包括位于所述光纤中的第一反射构件和位于所述端盖的表面的第二反射构件；所述第一反射构件沿光纤的长度布置并在其间限定一定距离；
b.所述第二反射构件为介电涂层；以及
所述第一反射构件和所述第二反射构件提供对第一拉曼阶的反馈，不提供对第二拉曼阶的反馈或从n>1到xx的任何其他拉曼阶，并且都是泵浦波长的低反射涂层。
55.一种用于产生波长范围为约400至约700nm的激光束的激光谐振器，其特征在于，所述激光谐振器通过权利要求1-3中任一项所述的方法制成，该激光谐振器包括：
a.光纤，所述光纤包括芯、端盖和包层，并具有集成反馈机构，所述集成反馈机构包括位于所述端盖的面上的第一反射构件和位于所述光纤中的第二反射构件；所述第二反射构件沿光纤的长度布置并在其间限定一定距离；以及
b.所述第二反射构件为布拉格光栅，其中所述布拉格光栅能够提供对第一拉曼阶的反馈。
56.一种用于产生波长范围为约400至约700nm的激光束的激光谐振器，其特征在于，该激光谐振器包括：
a.光纤，所述光纤包括芯、端盖以及包层，并具有集成反馈机构，所述集成反馈机构包括位于一端盖的面上的第一反射构件和位于另一端盖的面上的第二反射构件；所述第一反射构件和所述第二反射构件沿光纤的长度布置并限定其间的距离；
b.所述第二反射构件为窄带介电涂层，其中所述窄带介电涂层能够提供对第一拉曼阶的反馈；以及
所述第一反射构件和所述第二反射构件均为介电涂层，其提供对第一拉曼阶的反馈，并且都是泵浦波长的低反射涂层。
57.如权利要求56所述的激光谐振器，其特征在于，所述第二反射构件为窄带介电涂层。
58.如权利要求56所述的激光谐振器，其特征在于，所述第一反射构件为窄带介电涂层。
59.如权利要求56所述的激光谐振器，其特征在于，所述第一反射构件对泵浦波长具有低反射率，所述第二反射构件对泵浦波长具有高反射率，使得泵浦波长第二次通过所述谐振器，以提高激光器的转换效率。
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