軌道角動量模式和其他模式類似,都可以應用在空間光通信、光纖通信系統(tǒng)、量子信息和光纖傳感等多個領域中。理論上,不同的軌道角動量模式相互正交不兼并,在傳輸中互不干擾,因此軌道角動量模式具有巨大的應用潛力。隨著軌道角動量模式越來越廣泛的應用,軌道角動量模式的產生方法成為人們研究的熱點。目前,已有的軌道角動量模式產生方法都難以靈活高效的產生所需模式,因此能夠直接輸出軌道角動量模式的激光器應需而生。本文在已有的軌道角動量模式激光器方案的基礎上進行了改進,利用多模式相位板實現(xiàn)了基模和任一軌道角動量模式的同時激勵,并提出了一個可以按需產生任意軌道角動量模式的光纖激光器的方案,該方案可以靈活高效的實現(xiàn)任意軌道角動量模式的輸出,具有結構簡單、可調節(jié)、能量轉換效率高等優(yōu)點。本論文的創(chuàng)新點和主要工作如下:1.提出了同時實現(xiàn)基模和軌道角動量模式激勵的多模式相位板根據空間光路的模式轉換理論,將初始光場和目標光場的相位按照一定的公式進行疊加,同時引入閃耀光柵,產生了多模式相位板。這種相位板可以同時實現(xiàn)基模的循環(huán)振蕩和高階模式的直接輸出,在空間光調制器上加載這種多模式相位板,就可以對初始光場進行調制,得到目標模式。2.提出了基于單個空間光調制器和多模式相位板的任意軌道角動量模式的光纖激光器本文搭建出一個能夠產生任意軌道角動量模式的光纖激光器,并利用多模式相位板的調制作用,實現(xiàn)了基模的循環(huán)振蕩和高階模式的直接輸出。首先利用軟件對方案進行模擬仿真,確認方案的可行性,隨后利用實驗器材搭建出包括增益介質、激勵源和環(huán)形諧振腔的任意軌道角動量模式光纖激光器的實驗平臺,進行實驗驗證分析。本文應用十米長的單模摻鉺光纖作為激光器的增益介質,對980 nm波段的泵浦光源進行增益放大。利用空間光調制器加載的多模式相位板作為模式控制器,實時高效的實現(xiàn)高階模式的激勵輸出及基模的循環(huán)振蕩。通過調節(jié)半波片和偏振片的不同角度,實現(xiàn)激光器輸出功率的可調諧。通過改變空間光調制器上加載的不同多模式相位板,靈活的實現(xiàn)了任意軌道角動量模式的輸出,不需要對實驗器件進行任何的調節(jié)和改變。
【學位單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN248
【部分圖文】：

北京郵電大學工程碩士學位論文???的結構。拉錐后的新光纖以原有的三根單模光纖融合在一起的結構為纖芯，套??管為包層，因此光子燈籠的輸出端就可以等效于…根少模光纖。三根初始的單模??光纖由于直徑不同，所能傳輸?shù)哪Ｊ揭膊槐M相同。當三根不同的單模光纖分別打??入基模時，經過整個光子燈籠結構的衍化作用，輸出的模式會變成三個不同的高??階模式，實現(xiàn)了選擇性的模式激勵。利用這種方法進行模式激勵具有簡單明了的??優(yōu)點，但是光子燈籠的制作工藝復雜，成本較高。??２）基于模式轉換器的模式激勵??常見的模式轉換器大多基于計算機生成的相位全息圖或者可編程控制的空??間光調制器｜３５，３６１，應用模式轉換器的轉換原理圖如下：??

北京郵電大學工程碩士學位論文綜上所述，拉蓋爾－高斯光束的典型特征是它的光場中存在相位不確定且光幅為零的Ａ１、１：，這擇點稱為相位奇點（ｐｈａｓｅ?ｓｉｎｇｕｌａｒｉｔｙ）［氣圍繞著相位奇點束具有螺旋的波前相位結構，這種光束在聚焦后形成一個圓環(huán)而不是實心圓

螺旋波陣面?１?ｍ??圖２－２具有ＯＡＭ的光束的波陣面、橫截面光強、和相位分布??由右上圖具有ＯＡＭ的光束的光強橫截面圖可發(fā)現(xiàn)，圖案中間的光波振幅值??為零，這對應著相位奇點的位置。由于拉蓋爾－高斯光束的光場表達式中具有方??位角相位項ｅｘＰ（／／而，所以拉蓋爾－高斯光束具有確定的軌道角動量，即具有螺旋??的相位波前結構。Ａ繞光柬傳播方向旋轉？周時，光束對應的波陣面的相位值就??改變了?２／７１，在傳播杣上，＇ｌｌ現(xiàn)丫＋丨丨位奇異。同吋由于螺旋相位的中心處存在干涉??相消，因此閣中光柬橫截面中心處的光強為零。這也是ＯＡＭ模式的光斑是一個??類似圓環(huán)的圖案
【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 崔學才;連校許;呂百達;;高斯渦旋光束的傍軸度[J];強激光與粒子束;2011年05期

2 李陽月;陳子陽;劉輝;蒲繼雄;;渦旋光束的產生與干涉[J];物理學報;2010年03期

相關博士學位論文 前2條

1 閆李;模分復用系統(tǒng)解復用技術研究[D];吉林大學;2016年

2 蘭名榮;模分復用光纖通信系統(tǒng)中模式控制關鍵技術研究[D];北京郵電大學;2015年

本文編號：2835148