用于高阶模式转换的光纤模式耦合器设计

光纤模式耦合器因其较宽的波长带宽、高效率的模式耦合成为全光纤超短脉冲涡旋光束产生的首选。首先研究了单模光纤、少模光纤以及空心光纤的矢量模式特性,并分别设计了用于掺镱光纤激光器的单模-少模光纤(SMF-FMF)模式耦合器和单模-空心光纤(SMF-HCF)模式耦合器。然后,采用数值仿真软件研究了模式耦合器的耦合特性,分析纤芯间距与耦合效率的关系。仿真结果表明:SMF-FMF模式耦合器可以将LP01模式转化为LP11/LP21模,且耦合效率大于96%;而SMF-HCF模式耦合器可以将HE11转化为HE21/HE31模,其耦合效率超过82%。SMF-FMF模式耦合器和SMF-HCF模式耦合器的设计为掺镱锁模光纤激光器获得大拓扑荷超短脉冲涡旋光束奠定了基础。