非相干光源通過光纖結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空心光束的研究.pdf

1、學(xué)位論文主要對(duì)LED作為非相干光源通過光纖結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空心光束的方法進(jìn)行系統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究，論文內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)部分：
　　1．介紹了空心光束和基于光纖結(jié)構(gòu)產(chǎn)生無衍射光束的最新研究進(jìn)展，研究發(fā)現(xiàn)光纖結(jié)構(gòu)是一種轉(zhuǎn)換率高、簡(jiǎn)單易行、無需準(zhǔn)直調(diào)節(jié)、集成整合的光學(xué)器件。此外，介紹了LED作為非相干光源用于產(chǎn)生具有自重建特性的零階和高階Bessel光束，擴(kuò)展了光纖和LED在光束傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　2．提出一種利用多模光纖的多模干涉

2、效應(yīng)在自由空間中獲得多個(gè)局域空心光束(Bottle beam)的新方法。單模-多模光纖結(jié)構(gòu)是一段多模光纖無偏心地連接到一段單模光纖上，光由單模光纖傳輸?shù)蕉嗄９饫w激發(fā)產(chǎn)生一系列的0,nLP模，由于多模干涉效應(yīng)在多模光纖中相互疊加，當(dāng)入射到自由空間后形成了多個(gè)Bottle beam。對(duì)光束傳輸過程進(jìn)行理論分析并利用Matlab軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明在自由空間中可以獲得一系列 Bottle beam。實(shí)驗(yàn)中使用光纖連接器將以單模光纖作為輸

3、出端的半導(dǎo)體激光器與多模光纖相連組成單模-多模光纖結(jié)構(gòu)，并用CCD相機(jī)對(duì)多模光纖輸出端的光場(chǎng)進(jìn)行拍攝，所拍攝的光斑圖與理論結(jié)果基本吻合。
　　3．提出利用非相干光源單色LED通過多模光纖產(chǎn)生空心光束的方法。證實(shí)將 LED光源以一定角度傾斜耦合進(jìn)大芯徑多模光纖可獲得光斑均勻的空心光束。分析光束在多模光纖中的傳輸路徑和產(chǎn)生空心光束的機(jī)理，并用 Zemax建立仿真模型進(jìn)行模擬。搭建利用LED和多模光纖產(chǎn)生空心光束的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并且將實(shí)驗(yàn)結(jié)

4、果與激光作為光源產(chǎn)生的空心光束進(jìn)行分析比較，結(jié)果表明利用LED光源獲得的空心光束均勻性更好，更平滑。
　　4．利用非相干光源LED和軸棱錐-透鏡（Axicon-lens）系統(tǒng)直接獲得了Bottle beam，證實(shí)非相干光源通過Axicon-lens系統(tǒng)可以得到Bottle beam。利用衍射理論和多波長(zhǎng)疊加原理分析了具有一定頻寬的部分相干光入射Axicon-lens系統(tǒng)后的光場(chǎng)分布，并模擬光束傳輸變換過程的三維光強(qiáng)分布及不同位置處