CN111916984A - 具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光*** - Google Patents

具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光*** Download PDF

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陈子伦
潘志勇
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许晓军
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Abstract

本发明提出了具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，激光***中的高反光栅和低反光栅均采用少模光纤布拉格光栅，所述少模光纤布拉格光栅是在少模光纤的纤芯中设置有与纤芯同心的圆形折射率调制区，折射率调制区的半径小于纤芯半径。掺杂光纤上刻写有高阶模滤除器，可将纤芯中的高阶模转化至包层波导中，避免了纤芯中的高阶模放大，进而提升模式不稳效应的阈值。此外，改变泵浦光波长并适当增加后向泵浦光能量的比例，用以提高激光器模式不稳的功率阈值，提升输出的功率。本发明从器件和泵浦方式上入手，同时考虑从热负荷的角度以及粒子数反转的角度抑制模式不稳效应，模式不稳的阈值大大降低，振荡器输出的功率更高。

Description

具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***
技术领域
本发明涉及光纤激光器技术领域，具体涉及一种具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***。
背景技术
模式不稳效应是限制大芯径光纤激光器功率进一步提升的主要障碍，在光纤的激光器输出功率达到一定的阈值后，光束质量下降明显，且功率难以进一步提升，功率非常不稳定。最早关于模式不稳现象的实验观察来自于大芯径光纤放大器，在那之后放大器中的模式不稳现象在实验与理论上得到了深入研究。在放大器中，模式不稳的阈值以及其他非线性效应的阈值通常较低，这些限制了放大器输出功率的进一步提升。
近年来，光纤振荡器被大量研究，其非线性效应的阈值高于放大器中非线性效应的阈值，随着研究的深入，在振荡器结构中同样也发现了模式不稳现象，为了进一步提高振荡器的输出功率，抑制模式不稳效应十分必要。
有实验研究表明，粒子数反转导致的横向模式竞争以及热致横向模式竞争都可以造成振荡器中的模式不稳，粒子数反转所致的模式竞争的影响尤为明显，随着泵浦功率提升，粒子数反转所致的模式竞争的振荡频率与振荡器的纵模频率重合，两种效应发生谐振，造成输出功率极端混乱。在放大器中，由于光热效应，两个模式的干涉场形成了沿光纤轴向周期性分布的折射率光栅，在外界有扰动的情况下，干涉场与折射率光栅不再同步，从而纤芯的两个模式间发生交替的能量转化，输出功率极端不稳定，光束质量下降。
目前振荡器中的模式不稳抑制基本都是通过调整泵浦波长以及改变泵浦方式来实现，实验表明将泵浦波长由976nm调整更短或更长的波长都可以提升模式不稳的阈值，此外采用反向泵浦方式的阈值要明显高于正向泵浦方式的阈值，这两种方法主要改变了振荡器中热分布情况，若通过其他方法能够调控粒子数反转的情况，振荡器模式不稳的阈值能够进一步提升。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提出了具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***。
为实现上述技术目的，本发明采用的具体技术方案如下：
本发明提供的一种具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，包括激光振荡器，激光振荡器包括泵浦光源、泵浦光合束器、高反光栅、掺杂光纤和低反光栅；
所述高反光栅和低反光栅均采用少模光纤布拉格光栅，所述少模光纤布拉格光栅是在少模光纤的纤芯中设置有与纤芯同心的圆形折射率调制区，折射率调制区的半径小于纤芯半径，折射率调制区与光纤矢量模式均呈现出圆对称，LP01模与LP11模不会发生互耦合，且LP11模的自耦合系数低于LP01模的自耦合系数，LP11模的反射率低于LP01模的反射率；
所述掺杂光纤上刻写有高阶模滤除器，高阶模滤除器是在光纤纤芯外侧的包层中刻写有包层波导，所述包层波导具有一定长度，所述包层波导的长度方向与光纤的长度方向一致，纤芯和包层波导各自的倏逝场之间的能量交叠实现模式耦合。
上述激光振荡器可以为前向泵浦光纤激光振荡器、后向泵浦光纤激光振荡器或者双向泵浦光纤激光振荡器。作为优选方案，最好是采用双向泵浦的方式，并适当提升后向泵浦能量，以提升模式不稳的阈值。进一步地，前向泵浦采用915nm的泵浦光源，可降低前向泵浦的模式不稳阈值，后向泵浦采用976nm的泵浦光源，加强对泵浦的吸收。
进一步地，上述具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***还包括一级以上的激光放大器，所述激光振荡器的输出端连接有一级以上的激光放大器。
作为优选方案，所述折射率调制区设置有多个，多个折射率调制区呈周期性分布在纤芯长度方向上的不同位置处的纤芯端面的正中心区域。这样引入周期性折射率调制。
作为优选方案，所述少模光纤布拉格光栅对LP11模的抑制程度随着折射率调制区的半径增大而减小。然而，如果折射率调制区的半径过小，LP01模的自耦合系数无法保证，由于LP11模的矢量模式在模场的正中间存在相位奇点，该点附近的强度分布趋近于零，因而折射率调制区的半径最佳选择范围为2～3μm，此时LP11模与折射率调制区交叠程度要低于LP01模的交叠程度，LP11模的自耦合系数低于LP01模的自耦合系数，LP11模的反射率也要低于LP01模的反射率，光栅对LP11模有较好的抑制。
作为优选方案，本发明所述折射率调制区的折射率均匀分布。
作为优选方案，本发明折射率调制区通过飞秒激光逐面刻写方式或飞秒激光与相位模板结合的刻写方式刻写在少模光纤的纤芯正中心区域。
作为优选方案，刻写有高阶模滤除器的掺杂光纤为大芯径光纤，能够同时支持两个模式传输，即LP01模与LP11模。包层波导采用飞秒激光刻写而成。通过飞秒激光刻写不同折射率、不同长度以及与纤芯具有不同间距的包层波导。其中飞秒激光经过飞秒激光刻写装置中的透镜聚焦在纤芯外侧的包层中实现折射率改变。包层波导与纤芯的间距即包层波导在横向平面的分布通过飞秒激光刻写装置中的位移平台在横向平面的移动来实现。包层波导的长度通过位移平台沿光纤轴向的移动来决定。通过改变飞秒激光器的单脉冲能量可以实现包层波导折射率的改变。进一步地，为了更好的效果，所述包层波导的折射率需要满足：包层波导基模的有效折射率与纤芯LP11模的有效折射率接近，以满足相位匹配条件。为了使纤芯LP11模与包层波导基模发生耦合，必须满足以下相位匹配条件：
Figure BDA0002642671460000041
其中
Figure BDA0002642671460000042
为纤芯LP11模的传播常数，βwaveguide为包层波导基模的传播常数，即只需要保证包层波导基模的有效折射率与纤芯LP11模的有效折射率相等或接近即可。包层波导基模的传播常数和包层波导基模的有效折射率之间的关系为：
Figure BDA0002642671460000043
其中，λ为激光波长，neff为包层波导基模的有效折射率。
作为本发明的优选方案，本发明刻写有高阶模滤除器的掺杂光纤的光纤纤芯的x方向与y方向的外侧包层中均刻写有一定长度的包层波导。纤芯中的LP11a模与x方向的包层波导的基模耦合，纤芯中的LP11b模与y方向的包层波导的基模耦合，最大限度的实现纤芯中LP11模的滤除。
本发明利用耦合模理论，通过飞秒激光在大芯径光纤的包层中刻写单模波导，从而实现纤芯中的LP11模向包层波导的基模耦合，从而实现纤芯中高阶模的滤除，进而提升高功率光纤激光器模式不稳的阈值，该器件具有集成度高、易于加工等优势，不会给激光器带来负面的影响。
作为优选方案，所述掺杂光纤为掺镱光纤，掺镱光纤的掺杂区域位于纤芯的中心位置，且呈现出二维高斯分布的特性，保证LP01模(基模)的增益系数大于LP11模(高阶模)的增益系数。本发明掺镱光纤的掺杂区域的半径要小于纤芯半径，因而基模与粒子交叠的程度高于高阶模与粒子交叠的程度，高阶模的增益较低，这使得高阶模在竞争中处于劣势，进一步降低了起振的可能。
另一方面，本发明提供的一种具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，包括激光振荡器和光纤激光放大器，所述光纤激光放大器包括泵浦源、泵浦合束器和掺杂光纤，所述光纤激光放大器的掺杂光纤上刻写有高阶模滤除器，高阶模滤除器是在光纤纤芯外侧的包层中刻写有包层波导，所述包层波导具有一定长度，所述包层波导的长度方向与光纤的长度方向一致，纤芯和包层波导各自的倏逝场之间的能量交叠实现模式耦合。
在上述光纤激光放大器中，包括前向泵浦源、前向泵浦合束器、掺杂光纤、后向泵浦合束器和后向泵浦源，多个前向泵浦源连接前向泵浦合束器，多个后向泵浦源连接后向泵浦合束器，激光振荡器输出的激光作为信号光经前向泵浦合束器进入光纤激光放大器中，信号光在光纤激光放大器中依次通过前向泵浦合束器的传能光纤、掺杂光纤、后向泵浦合束器的传能光纤，最后经过后向泵浦合束器进行激光输出，后向泵浦合束器连接的输出传能光纤上连接有泵浦倾泻，泵浦倾泻实现残留泵浦的吸收，所述前向泵浦合束器的传能光纤、掺杂光纤、后向泵浦合束器的传能光纤上均刻写有高阶模滤除器。进一步地，所述前向泵浦源采用915nm的泵浦光源，可降低前向泵浦的模式不稳阈值，后向泵浦采用976nm的泵浦光源，加强对泵浦的吸收。
在上述光纤激光放大器中，刻写有高阶模滤除器的光纤均为大芯径光纤，能够同时支持两个模式传输，即LP01模与LP11模。包层波导采用飞秒激光刻写而成。通过飞秒激光刻写不同折射率、不同长度以及与纤芯具有不同间距的包层波导。其中飞秒激光经过飞秒激光刻写装置中的透镜聚焦在纤芯外侧的包层中实现折射率改变。包层波导与纤芯的间距即包层波导在横向平面的分布通过飞秒激光刻写装置中的位移平台在横向平面的移动来实现。包层波导的长度通过位移平台沿光纤轴向的移动来决定。通过改变飞秒激光器的单脉冲能量可以实现包层波导折射率的改变。
作为优选方案，在上述光纤激光放大器中，所述掺杂光纤为掺镱光纤，掺镱光纤的掺杂区域位于纤芯的中心位置，且呈现出二维高斯分布的特性，保证LP01模(基模)的增益系数大于LP11模(高阶模)的增益系数。本发明掺镱光纤的掺杂区域的半径要小于纤芯半径，因而基模与粒子交叠的程度高于高阶模与粒子交叠的程度，高阶模的增益较低，这使得高阶模在竞争中处于劣势，进一步降低了起振的可能。
作为优选方案，所述掺杂光纤为掺镱光纤，掺镱光纤的掺杂区域位于纤芯的中心位置，且呈现出二维高斯分布的特性，保证LP01模(基模)的增益系数大于LP11模(高阶模)的增益系数。本发明掺镱光纤的掺杂区域的半径要小于纤芯半径，因而基模与粒子交叠的程度高于高阶模与粒子交叠的程度，高阶模的增益较低，这使得高阶模在竞争中处于劣势，进一步降低了起振的可能。
本发明的有益效果如下：
本发明利用飞秒激光在纤芯的特定区域刻写光纤布拉格光栅，控制其中的模式耦合过程，将此类光纤布拉格光栅作为振荡器的腔镜，完全抑制了其中的互耦合，高阶模的反射率也要低于基模的反射率，因此不会通过光纤布拉格光栅带来高阶模成分，且高阶模的反馈量少，降低了高阶模起振的可能。
本发明设计掺镱光纤中的掺杂区域以及掺杂浓度，改变各模式的增益系数。
本发明引入纤芯高阶模滤除器，可将纤芯中的高阶模转化至包层波导中，避免了纤芯中的高阶模放大，进而提升模式不稳效应的阈值。高阶模滤除器实现高阶模的完全滤除，避免热致长周期光栅的形成。
此外，本发明改变泵浦光波长并适当增加后向泵浦光能量的比例，用以提高激光器模式不稳的功率阈值，提升输出的功率。
本发明从器件和泵浦方式上入手，同时考虑从热负荷的角度以及粒子数反转的角度抑制模式不稳效应，模式不稳的阈值大大降低，振荡器输出的功率更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为可抑制高阶模反射的光纤布拉格光栅横向端面折射率分布示意图；
图2为可抑制高阶模放大的掺镱光纤掺杂区域示意图；
图3为高阶模滤除器横截面示意图；
图4为实施例1的光路结构示意图；
图5为实施例2的光路结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明是利用优化设计的光纤布拉格光栅对、掺镱光纤以及高阶模滤除器提升了高阶模在激光器中起振的阈值，从而使之在模式竞争中处于劣势，进而抑制模式不稳效应，此外激光器器采用双向泵浦的方式，并适当的提升反向泵浦功率所占的功率比例，且正向泵浦波长为915nm，进一步提升了模式不稳的阈值。激光器从热负荷以及粒子数反转的角度同时着手，降低这两种因素导致的模式不稳，从而让最大输出功率进一步提升。
如图1所示为可抑制高阶模的光纤布拉格光栅横向端面折射率分布示意图，也即本发明采用的少模光纤布拉格光栅横向端面折射率分布示意图。Rcore为纤芯1的半径，Rgrating为折射率调制区2的半径，折射率调制区2位于纤芯1的正中心位置，且折射率调制区2的半径比纤芯1的半径小，LP01模(基模)与折射率调制区的交叠程度高于LP11模(高阶模)与折射率调制区的交叠程度，LP01模(基模)的自耦合系数大于LP11模(高阶模)的自耦合系数，因此这种光纤布拉格光栅的高阶模反射率比基模的反射率低，另外各模式在折射率调制区的矢量分布呈现出圆对称的特性，LP01模(基模)和LP11模(高阶模)之间无法发生互耦合，这也进一步降低了谐振腔中高阶模的能量。
通常掺杂光纤都是在整个纤芯内部进行掺杂，在这种掺杂方式下，LP01模(基模)和LP11模(高阶模)在正中心区域会消耗过多的粒子，而纤芯边缘处只有高阶模，反转粒子数低于纤芯中心位置，从而形成空间烧孔，高阶模也会因此拥有更大的增益系数，形成模式竞争，不利用模式不稳的抑制。若只在纤芯正中心部分区域掺杂，则不会出现是上述现象，若进一步提升掺杂工艺，让粒子数在掺杂区域呈现出高斯分布的特性，基模的强度分布与掺杂区域呈现更大程度的交叠，高阶模的增益系数能够进一步得到抑制。如图2所示，为本发明采用的可抑制高阶模放大的掺镱光纤掺杂区域示意图。本发明所用的掺杂光纤为掺镱光纤，掺镱光纤的掺杂区域位于纤芯的中心位置，且呈现出二维高斯分布的特性，保证LP01模(基模)的增益系数大于LP11模(高阶模)的增益系数。本发明掺镱光纤的掺杂区域的半径要小于纤芯半径，因而基模与粒子交叠的程度高于高阶模与粒子交叠的程度，高阶模的增益较低，这使得高阶模在竞争中处于劣势，进一步降低了起振的可能。
如图3为本发明采用的高阶模滤除器横截面示意图。高阶模滤除器是在其光纤纤芯C1外侧的包层中刻写有包层波导C2，所述包层波导C2具有一定长度，所述包层波导C2的长度方向与光纤的长度方向一致，纤芯和包层波导各自的倏逝场之间的能量交叠实现模式耦合。本发明利用飞秒激光在大芯径光纤的纤芯附近的包层中刻写波导，利用相位匹配条件可以实现纤芯的高阶模向包层波导的基模转换，对于20/400双包层光纤而言，包层半径r1为200μm，纤芯半径r2为10μm，包层折射率n1为1.4584，纤芯折射率n2为1.4598，当波导的半径r3为4μm，折射率n3为1.46017时，可以让纤芯LP11模的有效折射率与波导基模的有效折射率相同，当纤芯与波导的间距D为15μm，在波导长度为1.967mm时，可实现纤芯中的LP11模完全转化至包层波导。把高阶模滤除器置于光纤激光器中，可以有效的滤除纤芯中的高阶模成分，从而抑制模式不稳效应。
上述高阶模滤除器的制作方法，包括：
(1)给定大芯径光纤，已知大芯径光纤的纤芯直径、包层半径以及折射率；
(2)确定待刻写的包层波导的各个参数，包括包层波导的数目以及各包层波导的长度、各包层波导的折射率、各包层波导的半径以及各包层波导与纤芯的距离。
(2.1)已知光纤的包层半径以及折射率，建立单波导模型，通过有限元软件计算确定包层波导的半径以及折射率的范围，使其只能传输基模，需要满足包层波导基模的有效折射率与纤芯LP11模的有效折射率接近，以满足以下相位匹配条件：
Figure BDA0002642671460000091
其中
Figure BDA0002642671460000092
为纤芯LP11模的传播常数，βwaveguide为包层波导基模的传播常数，其中包层波导基模的传播常数和包层波导基模的有效折射率之间的关系为：
Figure BDA0002642671460000093
其中，λ为激光波长，neff为包层波导基模的有效折射率。
(2.2)根据已知的光纤纤芯半径与折射率和(2.1)确定的包层波导的半径以及折射率，建立滤模器横向平面模型，利用有限元软件可确定包层波导与纤芯之间的距离，并根据以下耦合长度公式得到包层波导的长度：
Figure BDA0002642671460000094
其中，在纤芯和包层波导发生耦合的情况下，两种波导看做一个整体，此时的模场认为是奇对称和偶对称的超级模式叠加形成的，βe和βo分别为偶对称与奇对称超模的传播常数。
(3)按照步骤(2)确定的参数，在步骤(1)中给定的大芯径光纤上采用飞秒激光刻写得到对应的高阶模滤除器。
图4为实施例1的光路结构示意图，其是利用图1、图2以及图3所示的可抑制高阶模的光纤布拉格光栅、掺镱光纤以及高阶模滤除器所搭建的光纤振荡器光路。激光振荡器包括第一泵浦光源101、第二泵浦光源102、第一泵浦光合束器103、第二泵浦光合束器104、高反光栅105、第一掺杂光纤107、低反光栅106、第一高阶模滤除器108、第一传能光纤109和第一泵浦倾泻110。
所述高反光栅105和低反光栅106均采用少模光纤布拉格光栅即图1所示的可抑制高阶模的光纤布拉格光栅。第一掺杂光纤107采用图2所示的掺镱光纤。所述高阶模滤除器采用图3所示的高阶模滤除器。
作为正向泵浦的第一泵浦光源101的输出端连接高反射的光纤布拉格光栅，该高反射的光纤布拉格光栅的另一端与掺镱光纤相连，利用飞秒激光直写技术在掺镱光纤上刻写高阶模滤除器，高阶模滤除器的数量可以是1个或者多个以增强高阶模的滤除效果。
不同模式的光经过掺镱光纤放大后通过低反射的光纤布拉格光栅，部分光能量被反射回到腔内作为反馈继续放大，另一部分光通过第二泵浦光合束器104输出至第一传能光纤109进行输出检测，第二泵浦光合束器104实现反向泵浦的功能，第一传能光纤109上的第一泵浦倾泻110吸收残留在包层中多余的泵浦能量，避免了泵浦光对输出信号光的影响，提升了光束质量。前向泵浦的模式不稳阈值要高于后向泵浦模式不稳阈值，所以可适当提升后向泵浦功率占总泵浦功率的比例，另外利用915nm光泵浦的模式不稳阈值要高于利用976nm光泵浦的阈值，因此可将915nm的光作为前向泵浦输入，但915nm光泵浦的效率要低于976nm光泵浦的效率，所以后向泵浦采用976nm的光来保证振荡器的效率。同时采用抑制高阶模反射的光纤与抑制高阶模放大的掺镱光纤，可提升高阶模起振的阈值，使得高阶模在竞争中处于劣势，进而提升了模式不稳的阈值，增加了输出信号光的功率。
图5为实施例2的光路结构示意图。具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，包括激光振荡器100和光纤激光放大器。光纤激光放大器中的第二掺杂光纤208采用图2所示的掺镱光纤。光纤激光放大器中的高阶模滤除器207采用图3所示的高阶模滤除器。
在光纤激光放大器中，包括前向泵浦源201、前向泵浦合束器203、第二掺杂光纤208、后向泵浦合束器204和后向泵浦源202，多个前向泵浦源201连接前向泵浦合束器203，多个后向泵浦源202连接后向泵浦合束器202，激光振荡器100输出的激光作为信号光经前向泵浦合束器201进入光纤激光放大器中，信号光在光纤激光放大器中依次通过前向泵浦合束器的传能光纤205、掺杂光纤208、后向泵浦合束器的传能光纤206，最后经过后向泵浦合束器204进行激光输出，后向泵浦合束器204连接的输出传能光纤209上连接有第二泵浦倾泻210，第二泵浦倾泻210实现残留泵浦的吸收，所述前向泵浦合束器的传能光纤207、掺杂光纤208、后向泵浦合束器的传能光纤206上均刻写有1个或者多个高阶模滤除器207。高阶模滤除器207的结构如图3所示，其是在光纤纤芯外侧的包层中刻写有包层波导，所述包层波导具有一定长度，所述包层波导的长度方向与光纤的长度方向一致，纤芯和包层波导各自的倏逝场之间的能量交叠实现模式耦合。进一步地，所述前向泵浦源201采用915nm的泵浦光源，可降低前向泵浦的模式不稳阈值，后向泵浦源202采用976nm的泵浦光源，且后向泵浦功率高于前向泵浦功率，实现最大化的泵浦吸收且能提升模式不稳效应的阈值。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书界定的范围为准。

Claims (15)

1.具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，包括激光振荡器，激光振荡器包括泵浦光源、泵浦光合束器、高反光栅、掺杂光纤和低反光栅，其特征在于：所述高反光栅和低反光栅均采用少模光纤布拉格光栅，所述少模光纤布拉格光栅是在少模光纤的纤芯中设置有与纤芯同心的圆形折射率调制区，折射率调制区的半径小于纤芯半径，折射率调制区与光纤矢量模式均呈现出圆对称，LP01模与LP11模不会发生互耦合，且LP11模的自耦合系数低于LP01模的自耦合系数，LP11模的反射率低于LP01模的反射率；
所述掺杂光纤上刻写有高阶模滤除器，高阶模滤除器是在光纤纤芯外侧的包层中刻写有包层波导，所述包层波导具有一定长度，所述包层波导的长度方向与光纤的长度方向一致，纤芯和包层波导各自的倏逝场之间的能量交叠实现模式耦合。
2.根据权利要求1所述的具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，其特征在于：激光振荡器为双向泵浦光纤激光振荡器，其中前向泵浦采用915nm的泵浦光源，后向泵浦采用976nm的泵浦光源。
3.根据权利要求1所述的具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，其特征在于：还包括一级以上的激光放大器，所述激光振荡器的输出端连接有一级以上的激光放大器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，其特征在于：所述折射率调制区设置有多个，多个折射率调制区呈周期性分布在纤芯长度方向上的不同位置处的纤芯端面的正中心区域。
5.根据权利要求4所述的具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，其特征在于：所述少模光纤布拉格光栅对LP11模的抑制程度随着折射率调制区的半径增大而减小。
6.根据权利要求5所述的具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，其特征在于：折射率调制区的半径为2～3μm。
7.根据权利要求1所述的具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，其特征在于：所述折射率调制区的折射率均匀分布。
8.根据权利要求1所述的具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，其特征在于：折射率调制区通过飞秒激光逐面刻写方式或飞秒激光与相位模板结合的刻写方式刻写在少模光纤的纤芯正中心区域。
9.根据权利要求1所述的具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，刻写有高阶模滤除器的掺杂光纤为大芯径光纤，能够同时支持两个模式传输，即LP01模与LP11模；包层波导采用飞秒激光刻写而成。
10.根据权利要求1所述的具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，刻写有高阶模滤除器的掺杂光纤的光纤纤芯的x方向与y方向的外侧包层中均刻写有一定长度的包层波导，纤芯中的LP11a模与x方向的包层波导的基模耦合，纤芯中的LP11b模与y方向的包层波导的基模耦合，最大限度的实现纤芯中LP11模的滤除。
11.根据权利要求1所述的具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，所述掺杂光纤为掺镱光纤，掺镱光纤的掺杂区域位于纤芯的中心位置，掺杂区域的半径要小于纤芯半径，且呈现出二维高斯分布的特性，保证LP01模的增益系数大于LP11模的增益系数。
12.具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，包括激光振荡器和一级以上的光纤激光放大器，所述光纤激光放大器包括泵浦源、泵浦合束器和掺杂光纤，所述光纤激光放大器的掺杂光纤上刻写有高阶模滤除器，高阶模滤除器是在光纤纤芯外侧的包层中刻写有包层波导，所述包层波导具有一定长度，所述包层波导的长度方向与光纤的长度方向一致，纤芯和包层波导各自的倏逝场之间的能量交叠实现模式耦合。
13.根据权利要求12所述的具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，奇特在于：光纤激光放大器包括前向泵浦源、前向泵浦合束器、掺杂光纤、后向泵浦合束器和后向泵浦源，多个前向泵浦源连接前向泵浦合束器，多个后向泵浦源连接后向泵浦合束器，激光振荡器输出的激光作为信号光经前向泵浦合束器进入光纤激光放大器中，信号光在光纤激光放大器中依次通过前向泵浦合束器的传能光纤、掺杂光纤、后向泵浦合束器的传能光纤，最后经过后向泵浦合束器进行激光输出，后向泵浦合束器连接的输出传能光纤上连接有泵浦倾泻，泵浦倾泻实现残留泵浦的吸收，所述前向泵浦合束器的传能光纤、掺杂光纤、后向泵浦合束器的传能光纤上均刻写有高阶模滤除器。
14.根据权利要求12或13所述的具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，奇特在于：光纤激光放大器中的前向泵浦源采用915nm的泵浦光源，后向泵浦源采用976nm的泵浦光源。
15.根据权利要求12所述的具有模式不稳定效应抑制功能的光纤激光***，奇特在于：所述光纤激光放大器的掺杂光纤为掺镱光纤，掺镱光纤的掺杂区域位于纤芯的中心位置，掺杂区域的半径要小于纤芯半径，且呈现出二维高斯分布的特性，保证LP01模的增益系数大于LP11模的增益系数。
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