研究目的
提出一种基于控制模式成分和抑制多模干涉的全光纤化平顶光束整形新方法,用于将高斯光束轮廓转换为平顶光束轮廓。
研究成果
所提出的全光纤化光束整形器通过控制模式成分并抑制多模干涉,成功将高斯光束转换为平顶光束,其平坦度因子约为0.6。理论模拟与实验结果高度吻合,该方法在低长度敏感性条件下对其他光束轮廓变换也展现出应用潜力。
研究不足
拼接过程中核心错位的容忍度约为±1微米,光纤弯曲或对准偏差会影响平坦度因子。由于制造敏感性,该设备在重复性方面可能存在局限性。
1:实验设计与方法选择:
采用RSoft BeamPROP模块中的光束传播法建立二维仿真模型,用于计算模式成分与输出光强分布。通过熔融拉锥多模光纤与单模光纤制备光束整形器,其锥度比与形状基于仿真结果优化。
2:样品选择与数据来源:
样品锥度比以0.03为步长从0.4至0.6区间制备。信号源采用1064nm波长单模激光二极管(配PM980尾纤)。
3:03为步长从4至6区间制备。信号源采用1064nm波长单模激光二极管(配PM980尾纤)。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:包括熔融双锥制备装置、20/400 0.06/0.46NA尾纤模式场适配器、红外CCD相机(Spiricon Pyrocam IV),以及Nufern和Coractive提供的20/400 0.06/0.46NA单模光纤与50/400 0.2NA多模光纤。
4:06/46NA尾纤模式场适配器、红外CCD相机(Spiricon Pyrocam IV),以及Nufern和Coractive提供的20/400 06/46NA单模光纤与50/400 2NA多模光纤。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过将多模光纤拉锥至特定比例并与单模光纤电极偏移熔接来制备光束整形器(保持传输)。通过分段切割光纤尾纤并配合CCD相机观测记录输出光束分布。
5:数据分析方法:
平坦度因子计算为10%最大功率密度截断水平的平均功率密度与最大功率密度之比,模式成分与光强分布通过仿真及实验数据共同分析。
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fiber
50/400 0.2NA
Coractive
Used as a multimode fiber in the beam shaper for mode content control and output.
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fiber
20/400 0.06/0.46NA
Nufern
Used as a nearly single-mode fiber in the beam shaper for input signal transmission.
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CCD camera
Pyrocam IV
Spiricon
Used to record the intensity profiles of the output beam from the beam shaper.
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software
BeamPROP
RSoft
Used for 2D simulation based on beam propagation method to calculate mode content and intensity distribution.
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