[发明专利]+圆柱偏振光束

权利要求书

1.一种具有空间分布的光旋涡模式的旋转光纤，所述光旋涡模式具有混合方位或混合径向偏振，所述光旋涡模式以圆柱偏振光束的形式离开所述光纤。

2.如权利要求1所述的混合方位偏振模式，其特征在于，混合方位偏振态具有与下列相似的偏振：(a)在π/2、π、3π/2时的方位偏振；和(b)在3π/4、5π/4以及7π/4时的圆偏振。

3.如权利要求1所述的混合径向偏振模式，其特征在于，当输入偏振旋转90°时，所述混合径向偏振态具有与下列相似的偏振：(a)在π/2、π、3π/2时的径向偏振；和(b)在3π/4、5π/4以及7π/4时的圆偏振。

4.如权利要求2所述的混合方位偏振模式，其特征在于，混合方位偏振态具有由等式TE₀₁+iHE₂₁给出的偏振，其中TE₀₁是横电模式，HE₂₁表示混合电模式，i表示两个偏振态TE₀₁和HE₂₁之间的π相位差。

5.如权利要求2所述的混合方位偏振模式，其特征在于，混合方位偏振态具有由等式TE₀₁+iHE₂₁给出的偏振，其中TE₀₁是横电模式，HE₂₁表示混合电模式，i表示两个偏振态TE₀₁和HE₂₁之间的π相位差。

6.如权利要求3所述的混合方位偏振模式，其特征在于，HE₂₁模式本身是混合模式。

7.如权利要求4所述方法，其特征在于，所述线性偏振光束通过半波片起偏器。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述旋转光纤的纤芯是椭圆的。

9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述旋转光纤是利用与光纤的纤芯的椭圆率有关的旋转速率产生的，使得旋转速率足以引起光纤的线性偏振模式之间的耦合。

10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述旋转光纤长度大于5cm。

11.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述旋转光纤具有纤芯直径和纤芯Δ，使得纤芯能够实现TE₀₁和HE₂₁模式的传播，而不能传播比HE₃₁模式更高阶的HE模式。

12.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述旋转光纤具有纤芯中心和几何中心，以使得纤芯中心偏离光纤的几何中心。

13.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述旋转光纤的纤芯的椭圆率具有大于5％的离心率。

14.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述旋转光纤长度是在5cm和50cm之间。

15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述纤芯中心偏离光纤的几何中心达纤芯直径的至少10％。

16.一种用于产生混合方位偏振模式或混合径向偏振模式的方法，包括步骤：

a.产生线性偏振高斯光束作为输入光束；以及

b.通过具有纤芯的旋转光纤来耦合所述输入光束，其中所述旋转光纤以大于10转/米的速率旋转。

17.一种用于将线性偏振高斯光束转换成混合方位偏振光束或径向偏振光束的模式转换器，包括旋转光纤波导，所述旋转光纤波导具有：

a.允许线性偏振输入光束传播的折射率分布；

b.圆柱形的纤芯，但是纤芯中心稍微偏离光纤的几何中心；以及

c.其中，在拉制过程期间，所述旋转光纤波导以足以引起光纤的线性偏振模式之间的耦合的旋转速率进行旋转。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述半波片以30°角与60°角之间的角度进行取向。

19.如权利要求11所述的模式转换器，其特征在于，纤芯是椭圆形的。