基于環(huán)形芯光纖的矢量光束生成方法研究.pdf

1、矢量光束由于獨(dú)特的聚焦、偏振特性在粒子捕獲、金屬切割等領(lǐng)域應(yīng)用中比傳統(tǒng)的偏振光更具有優(yōu)勢(shì)，因此高質(zhì)量的矢量光束生成方法研究是有必要的，其生成方法主要分為有源和無(wú)源兩類。近年來(lái)，基于光波導(dǎo)的無(wú)源生成方法得到廣泛關(guān)注，該方法主要基于以下兩個(gè)原理，一是利用兩個(gè)LP11模式干涉疊加原理產(chǎn)生矢量光束；二是利用增大模式之間有效折射率差使簡(jiǎn)并模式可區(qū)分的原理實(shí)現(xiàn)模式選擇。通過(guò)模式選擇產(chǎn)生TM01模存在兩個(gè)難點(diǎn)：一是與同階模式TE01和HE21可區(qū)分，

2、二是與基模HE11?？蓞^(qū)分。
　　本文在光波導(dǎo)模式理論及金屬層偏振選擇特性的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了以下工作：
　　（一）研究了一種壁中波導(dǎo)型光纖產(chǎn)生矢量光束的方法。
　　該方法利用增大模式之間有效折射率差使簡(jiǎn)并模式可區(qū)分的原理，首先，利用COMSOL仿真軟件分析研究不同模式與光纖折射率、纖芯厚度、光纖半徑的關(guān)系，同時(shí)分析 TM01模式與其他傳導(dǎo)模之間的有效折射率差與光纖折射率、纖芯厚度、光纖半徑的關(guān)系。其次，優(yōu)化光纖結(jié)構(gòu)及參數(shù)

3、，得到一種既滿足光纖內(nèi)傳導(dǎo)模式截止到 TM01模，又滿足 TM01與其他傳導(dǎo)模可有效分離的光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)。最后，論證使用這種光纖可進(jìn)行模式選擇產(chǎn)生矢量光束，且矢量光束在對(duì)稱圓波導(dǎo)內(nèi)偏振保持。
　?。ǘ┭芯苛艘环N內(nèi)壁波導(dǎo)型光纖產(chǎn)生矢量光束的方法。
　　該方法利用了金屬覆層波導(dǎo)同一階次的TE模和TM模的有效折射率差較大的傳輸特性以及金屬層偏振選擇特性，首先，在內(nèi)壁波導(dǎo)光纖的空氣孔與纖芯之間鍍一層金屬銀膜，仿真分析其傳導(dǎo)模式分布，