单模-多模光纤产生系列Bottle beam.pdf

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1、第43卷第7期红外与激光工程2014年7月Vo1．43NO．7InfraredandLaserEngineeringJu1．2014单模一多模光纤产生系列Bottlebeam李攀，吴逢铁，陈姿言，孙J(华侨大学信息科学与工程学院福建省光传输与变换重点实验室，福建厦门361021)摘要：提出一种利用多模光纤的多模干涉效应在自由空间中获得多个局域空心光(Bottlebeam)的新方法。单模一多模光纤结构是一段多模光纤无偏心地连接到一段单模光纤上，光由单模光纤传输到多模光纤激发产生一系列的LP0．模，由于多模干涉效应在多模光纤中相互叠加，当入射到自由空间后形成了多个Bottlebeam。文中对光束

2、传输过程进行理论分析并利用Matlab进行仿真实验，结果表明在自由空间中可以获得系列Bottlebeam。当多模光纤纤芯直径分别为45Ixm，60Ixm和90txm时所选择的光场段内的Bottlebeam的尺寸大小基本相同(约400ixmx20Ixm)，而第一个空间暗域沿轴向两侧相对光强差值分别为0．62，0．4l和0．11，可见当多模光纤的纤芯直径越大时所得到的Bottlebeam暗域的轴向两侧光强越相近，因此也越有利于囚禁微粒。关键词：Bottlebeam；单模一多模光纤结构；多模干涉效应；仿真实验中图分类号：0436．1文献标志码：A文章编号：1007—2276(2014)07—208

3、7—05Generatemulti-Bottlebeamusingthestructureofsinglemodefiber．multimodefiberLiPan，WuFengtie，ChenZiyan，SunChuan(F~ianKeyLaboratoryofOpticalBeamTransmissionandTransformation，CollegeofInformationScienceandEngineeringHuaqiaoUniversity，Xiamen361021，China)Abstract：Anovelmethodforgeneratingmud—Bottlebeam

4、basedonthepropertyofmultimodeinterferenceinmultimodefiberwasproposed．Thestructureofsinglemodefiber—multimodefiberwasamulti—modefiber(MMF)splicedontoapieceofsingle—modefiber(SMF)．WheninputfieldpropagatedtoMMF，onlylinearlypolarized(LP0．)modeswereexcited．Asaconsequenceofthesuperpositionofmultimodeinte

5、rference，multi—Bottlebeamcanbegeneratedatcertainaxialregionsinfreespace．Inthispaper，thetheoryofpropagationprocesswasanalyzedandnumericallysimulatedusingMatlabsoftware．Theresultindicatesthatthesizeofmulti—Bottlebeamabout400mx20mCanbeobtainedinfreespace．45p,m，60m，90IxmdiameterMMFareselected，thesizeof

6、Bottlebeamsobtainedfromthemarealmostthesame。butbothsiderelativeintensityofaxialregionofdarkspaceare0．62，0．41，0．11respectively．Therefore，thelargerdiameterofMMF，themoresimilarintensityisonbothsideofdark收稿日期：2013—11—12：修订日期：2013—12—17基金项目：国家自然科学基金(61178015)；福建省自然科学基金(2012J01278)作者简介：李攀(1987一)，女，硕士生，主要

7、从事光束传输与变换方面的研究。Email：ahpanpanli@126．com导师简介：吴逢铁(1958一)，男，教授，博士，主要从事光束传输与变换，短脉冲技术及非线性光学等方面的教学与科研。Email：fengtie@hqu．edu．cn第7期李攀等：单模一多模光纤产生系列Bottlebeam2091光强和截面光强分布，所选的轴向位置为图3中轴laser[J】．optExpress，2004，12(24)5