1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
采用具有模式转换和无损传输特性的三模非模式选择光子灯笼（PL）实现了976 nm波长的半导体激光的相干合束。相对于半导体激光常规空间孔径相干合束的方式，所提合束光场不会产生旁瓣，且能拥有较高的光束质量。通过仿真PL合束特性，搭建合束实验系统，最终976 nm波长的半导体激光基模输出功率达99.7 mW，转换效率为33.2%。实验结果表明，此合束系统实现了模式转换，使半导体激光能够以基模输出，展现了一种有潜力的半导体激光相干合束的方法。
半导体激光 光子灯笼 相干合束 相位调控 光纤模式 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0514006
林庆典 1,2,3陈业旺 4余军 1,2,3郭晓杨 1,2,3,5,*[ ... ]阮双琛 1,2,4,*
1 深圳技术大学 先进材料测试技术研究中心，广东 深圳 518118
2 深圳技术大学 深圳市超强激光与先进材料技术重点实验室，广东 深圳 518118
3 深圳技术大学 工程物理学院，广东 深圳 518118
4 深圳技术大学 中德智能制造学院，广东 深圳 518118
5 工物科技（深圳）有限公司，广东 深圳 518118
利用自行研制的啁啾布拉格光纤光栅(CFBG)刻写系统完成CFBG样品制作，成功应用于光纤锁模振荡器和啁啾脉冲放大(CPA)系统中。振荡器可输出19.4 nm带宽、18 mW平均功率激光，并可压缩至143 fs，经时域展宽、功率放大、时域压缩后，脉冲宽度可至264 fs。实验结果初步证明了国产CFBG在飞秒激光系统应用的可行性。
啁啾光纤光栅 啁啾脉冲放大 光纤锁模振荡器 飞秒激光 超快激光 chirped fiber Bragg grating chirped pulse amplification fiber mode-locked oscillator femtosecond laser ultrafast laser 强激光与粒子束
2022, 34(4): 041001
1 江苏科技大学理学院, 江苏 镇江 212003
2 江苏金海创科技有限公司, 江苏 镇江 212132
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。
涡旋光束 光纤模式耦合器 少模光纤 空心光纤 vortex beam fiber mode coupler few mode fiber hollow core fiber
1 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
2 聊城大学山东省光通信科学与技术省重点实验室, 山东 聊城 252000
根据轨道角动量（OAM）密度的定义，推导出高阶贝塞尔光束和高阶拉盖尔高斯光束一样具有轨道角动量，且不存在发散角的问题，并基于该理论提出了一种适合基于高阶贝塞尔函数的OAM光束传输的折射率环状分布的光纤结构。理论分析了在这种折射率环状分布结构的光纤中可能传输的OAM模式，并且仿真得出了这几个OAM模式的强度分布图和相位分布图。理论分析的结果表明，光纤中可以传输的模式数目并不单纯随着某一个光纤结构参数的改变呈线性变化，而是取决于折射率环状分布光纤内径和外径分别对应的归一化频率V1和V2的区间内所有阶贝塞尔函数根的总数目。
光通信 轨道角动量 高阶贝塞尔函数 光纤模式 中国激光
2014, 41(12): 1205002
Author Affiliations
Abstract
1 Center for Optoelectronics and Optical Communications, University of North Carolina at Charlotte, 9201 University City Boulevard, Charlotte, NC, 28223, USA
2 Department of Physics and Optical Science, University of North Carolina at Charlotte, 9201 University City Boulevard, Charlotte, NC, 28223, USA
A new class of all-fiber beam shaping devices has been realized by inverse etching the end face of single mode and multimode fibers to form a concave cone tip. Concave tip fiber can convert a Gaussian beam profile to a flat top beam profile with a uniform intensity distribution. A flat top beam with intensity variation of approx. 5% and flat top diameter to spot diameter ratio of 67% has been achieved. This device can also change the beam shape from a Gaussian to a donut by moving the observation plane. A flat top multimode fiber beam delivery is attractive for applications which require high power and uniform intensity distribution. In single mode fiber, concave tips could be used to reduce the beam spot size diameter, enabling efficient light coupling from a single mode fiber to an integrated optical waveguide.
Fiber beam shaping fiber mode conversion laser beam shaping Photonic Sensors
2011, 1(2): 187
应用全矢量有限元方法，研究大间距Kagome结构空芯光子晶体光纤中纤芯的大小、形状与壁厚对光纤传输损耗谱的影响。结果表明，某些纤芯尺寸会造成包层中的结构缺陷，易使纤芯基模、表面模及包层模之间发生能量耦合，产生较大损耗。而纤芯形状与壁厚的改变会引起表面模式的变化，从而影响发生在基模与表面模之间反向耦合的位置和强度，使光纤传输频带变窄和损耗变大。据此，提出Kagome结构光纤的纤芯设计思路，即纤芯的大小应使包层保持完整的微结构，纤芯形状应与包层中的单元微结构相楔合，纤芯壁厚应与包层中玻璃支柱的宽度相同。
Kagome结构大间距空芯光子晶体光纤 全矢量有限元法 光纤模式 反向耦合 large-pitch kagome lattice hollow-core photonic cr all-vector finite element method fiber mode anti-crossing 强激光与粒子束
2011, 23(10): 2578
1 辽宁科技大学理学院, 辽宁 鞍山 114051
2 四川大学物理科学与技术学院, 四川 成都 610064
为了从理论上统一射线光学和导波光学关于多模光纤中各模式场传播过程中时延的论述, 试从介质波导理论出发, 根据模式的特征根U随光纤归一化频率R的变化关系, 在弱波导近似下导出了描述模式场相速Vp与群速Vg关系的重要结果: Vp*Vg=(c/n1)2。根据这一结果可以得出结论: 对于低阶模式, 由于相速Vp慢, 所以群速快; 高阶模式其相速Vp快, 所以群速慢。对于给定的光纤, 利用射线光学和波导光学进行了带宽估计, 2种理论计算结果的一致性, 印证了上述关系的正确性。
multi-mode fiber mode field mode eigen-equation waveguide theory phase velocity and group velocity
1 清华大学电子工程系,北京,100084
2 香港理工大学电机系,香港九龙
提出了一种新的光纤气体传感网络的有源复用系统，将锁模激光技术与光纤环形内腔激光气体传感技术相结合，提出并实现一套以锁模光纤环形腔激光器为复用基础的光纤内腔激光气体传感网络系统，此传感网络系统可同时对多个气体传感单元进行高灵敏度测量。
传感器技术 激光光谱分析 光纤传感器 光纤锁模激光器 光纤传感网络
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室, 杭州 310027
研究一种高精度单模光纤偏振态模式耦合干涉测量方法,运用短相干长度光源,克服了传统的强度型测量光纤及光纤无源器件方法的缺点。该系统不仅可使测量精度达到-80 dB,且可以精确地测量耦合点位置,位置分辨率小于10 mm。并给出对Lyot型光纤去偏器的测量结果
白光干涉 光纤模式分布 相干测量
