摘要:为了进一步探讨大模场光纤激光的模式控制方法,需要研究大模场光纤的弯曲特性。从亥姆霍兹方程出发,通过对比直光纤和弯瞌光纤的模场分布,确定大模场光纤直弯过渡中的模场演变方式。应用模场的叠加和激发理论,推导得到光纤直弯过渡中的模场耦合效率公式。应用耦合公式和有限元方法,计算了阶跃折射率分布的大模场光纤在直弯过渡中的模场耦合效率。结果表明:在光纤的直弯过渡中,存在模式的自耦合和互耦合过程,耦合程度随着弯曲程度和模场阶次的变化而变化,其中基模的耦合效率始终最大,高阶模的耦合损耗大于低阶模。光纤的直弯过渡以总能量的损耗为代价换取对高阶模的有效抑制。
关键词:光纤光学 大模场光纤 直弯过渡 模场演变 耦合效率
单位:空军空降兵学院 广西桂林541003 清华大学精密仪器与机械学系光子与电子研究中心 北京100084
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