基于空间域和频率域傅里叶变换F^2的光纤模式成分分析

针对高功率光纤激光光束质量诊断的需求,提出了双傅里叶变换F^2法来测量光纤模式成分,该方法侧重于对光纤输出激光的空间域和时间域的傅里叶变换谱进行测量,得到群时延图,给出模式在空间频谱域的分布,以及各个模式的功率占比,与己有的S^2方法相比,该方法大大减小了对移动平台的移动精度要求,适合于测量高功率光纤激光器输出光的模式成分.

高功率光纤中传输光模式与其波长相关性研究

针对高功率光纤激光模式诊断和光谱诊断的需求,研究了光纤中传输模式的波长相关性,数值计算了光纤中各个模式的模场分布随波长的变化曲线及相应的光束质量,采用双傅里叶变换F^2法实际测量了光纤模式成分与波长的关系曲线.结果表明,光纤中各个模式的模场分布随波长变化,波长越长,模场面积越大;模式的光束质量随波长变化不大,但在截止频率附近明显变差;光纤中各个模式的功率占比与波长有关.

基于空间和频谱分辨的光纤模式测量方法

基于空间和频谱分辨测量法研究了光纤中的激发模式。利用光纤中激发模式的群时延表达式,理论上推导了基模与高阶模以及高阶模之间的群时延差异导致的光谱干涉公式,进行了相应的模拟计算与分析。对标准通信单模光纤和大模场双包层光纤进行模式测量实验研究,利用单模光纤探针与光谱分析仪扫描探测光谱干涉信号,通过傅里叶变换得到频谱分布,分析得到光纤中激发模式的横向分布和相对功率成分。结果表明,采用空间和频谱分辨测量法可以得到光纤中激发模式的横向分布和相对功率水平,当高阶模相对基模的功率较小时,可以忽略高阶模间的干涉。