單模輸出TM01和TE01模式光纖激光源的研究.pdf

1、徑向偏振TM01模式和方向角偏振TE01模式在納米加工、高分辨率成像和光學(xué)捕獲等方面具有重要的研究價值，為了解決如何獲得具有單模輸出TM01和TE01模式特性的光纖激光源，本文分別提出了兩種方法。
　　主要工作如下:
　　針對單模輸出TM01模式本文提出在光纖纖芯和包層之間引入徑向均勻分布的空氣狹縫結(jié)構(gòu)。理論分析表明光纖的TM01模式和TE01、HE21模式的雙折射從普通階躍光纖的10-5量級增大到10-4量級;TE01和H

2、E21模式的限制損耗也大于TM01模式，在此基礎(chǔ)上結(jié)合速率方程組數(shù)值仿真了將該光纖作為增益介質(zhì)的光纖激光器，可以輸出99.9％的TM01模式，斜率效率為87.3％。
　　針對單模輸出TE01模式本文提出了在光纖的纖芯和包層中間引入金屬薄層。理論分析表明:在1μm到2μm的波長范圍內(nèi)，TE01模式和HE21、TM01模式的雙折射分別增大到10-4和10-3量級，同時，TE01模式的限制損耗小于HE21、TM01和HE11模式。在此基

3、礎(chǔ)上分兩種情況進行了分析:
　　1)將基于此結(jié)構(gòu)的有源光纖用作光纖激光器增益介質(zhì)，通過調(diào)整纖芯中的摻雜稀土離子濃度分布可以使得基模增益遠遠小于TE01模式，同時由于HE21和TM01模式的限制損耗較大，最終導(dǎo)致光纖激光器可以輸出純度為99.9％的TE01模式。
　　2)對于此結(jié)構(gòu)的無源光纖，分別研究對比了兩種激勵方法，即單個沿y軸線偏振高斯光束和兩對分別沿x和y軸線偏振反對稱的高斯激光束。理論分析表明:前者通過優(yōu)化高斯光束偏