[发明专利]一种基于少模光纤的高阶旋涡模式产生方法及装置

权利要求书

1.一种基于少模光纤的高阶旋涡模式产生方法，其特征在于: 在少模光纤上采用功率渐变的方法刻制长周期光纤光栅，先使用较低的功率刻写使得光纤的残余应力沿着轴向释放，并且使得光纤软化，在重复多次刻写后使光栅的折射率调制深度达到10^-2量级，获得折射率强调制且非对称分布的长周期光纤光栅，实现少模光纤中的角向量子数的耦合转换，能够在少模光纤上将基模转换为2阶及以上的高阶线性偏振纤芯导模，通过应力扭转少模光纤，使得高阶模的奇偶模分量的相位形成π/2相位差，以此获得高阶旋涡模式光束输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于少模光纤的高阶旋涡模式产生方法，其特征在于:所述折射率强调制且非对称分布的长周期光纤光栅通过以下方法获得：首先将去除涂覆层的少模光纤放置于光纤夹具上并将两端拉直固定；然后采用二氧化碳激光器通过功率渐变法，先对裸光纤区域用低功率单面曝光扫描，使光栅区域残余应力部分释放，随后根据观察光纤形貌，逐渐加大激光扫描功率并进行多次重复扫描，使得光纤轴向应力完全释放，明显改变光纤的纤芯和包层的几何结构，获得折射率强调制且非对称分布的长周期光纤光栅。

3.根据权利要求1所述的一种基于少模光纤的高阶旋涡模式产生方法，其特征在于:所述折射率强调制且非对称分布的长周期光纤光栅的具体制作步骤包括：

（1）去除光纤涂覆层，将少模光纤拉直并用光纤夹具将两端固定，并且两端分别熔接单模光纤并连上宽带光源以及光谱仪用于检测光栅效果；

（2）用电脑连接二氧化碳激光器，设置振镜偏移间隔和曝光功率用以设定光栅周期和激光功率参数；

（3）用二氧化碳激光器的设定较低功率对光栅扫描区进行单面曝光；

（4）用CCD检测光栅形貌图形及位置，依据光栅的几何形变程度以及长度变化程度，预判下次所用的合适功率；

（5）用二氧化碳激光器设定的比步骤（3）高的功率再次对光栅扫描区进行单面曝光；

（6）重复（4）和（5），使得调制强度能够足够大，能够在光谱仪上面对应的谐振峰处形成透射峰，则制成所需的强调制长周期光纤光栅。

4.根据权利要求1所述的一种基于少模光纤的高阶旋涡模式产生方法，其特征在于:所述少模光纤为四模光纤，六模光纤，七模光纤，九模光纤，或十二模光纤。

5.根据权利要求1所述的一种基于少模光纤的高阶旋涡模式产生方法，其特征在于:所述强调制少模光纤光栅的纤芯模式是传导模。

6.根据权利要求2所述的一种基于少模光纤的高阶旋涡模式产生方法，其特征在于:二氧化碳激光器的波长为10.6微米。