[发明专利]一种全光纤模式转换装置及方法和检测装置

权利要求书

1.一种全光纤模式转换装置，包括第一偏振控制器(101)、模式转换器(103)、第二偏振控制器(104)；其特征在于：所述第一偏振控制器(101)的输出端与所述模式转换器(103)的输入端通过第一光纤(105)连接，所述模式转换器(103)的输出端通过第二光纤(106)连接所述第二偏振控制器(104)的输入端；所述第一偏振控制器(101)用于将光束调整为圆偏光或者线偏光；所述模式转换器(103)利用由二氧化碳激光在少模光纤上刻写的长周期光纤光栅实现纤芯线偏振模式转换；所述第二偏振控制器(104)用于调节矢量HE奇偶模或EH奇偶模之间的相位差，从而产生轨道角动量模式。

2.根据权利要求1所述全光纤模式转换装置，其特征在于：所述第一偏振控制器(101)为单模光纤偏振控制器。

3.根据权利要求1所述全光纤模式转换装置，其特征在于：所述第二偏振控制器(104)为少模光纤偏振控制器。

4.根据权利要求1所述全光纤模式转换装置，其特征在于：还包括一个滤模器(102)，所述滤模器(102)的输入端通过光纤接入所述第一偏振控制器(101)，所述滤模器(102)的输出端通过光纤连接所述模式转换器(103)；所述滤模器(102)用于滤除光束中的高阶纤芯模。

5.根据权利要求1所述全光纤模式转换装置，其特征在于：所述模式转换器(103)为直接型模式转换器，该直接型模式转换器为利用由二氧化碳激光在少模光纤上刻写的单个长周期光纤光栅，实现将LP₀₁模转换成高阶LP₁₁模、LP₂₁模、LP₀₂模或更高阶纤芯LP模。

6.根据权利要求1所述全光纤模式转换装置，其特征在于：所述模式转换器(103)为级联型模式转换器，该级联型模式转换器利用二氧化碳激光在光纤上刻写级联长周期光纤光栅，实现将LP₀₁模与邻近模式LP₁₁模高效耦合，再将LP₁₁模耦合到邻近的高阶模式LP₂₁模，实现高阶模式耦合。

7.一种全光纤模式转换方法，采用权利要求1所述全光纤模式转换装置进行操作，其特征在于，操作步骤如下：

1)光源产生的光束经过全光纤模式转换装置的第一偏振控制器，将所述光束调整为圆偏光或者线偏光；所述全光纤模式转换装置包括：第一偏振控制器、模式转换器、第二偏振控制器；所述第一偏振控制器的输出端与所述模式转换器的输入端通过光纤连接，所述模式转换器的输出端通过光纤连接所述第二偏振控制器的输入端，所述模式转换器由利用二氧化碳激光在少模光纤上刻写的长周期光纤光栅实现模式转换；

2)经过所述第一偏振控制器后的光束通过所述模式转换器，由利用二氧化碳激光在少模光纤上刻写的长周期光纤光栅进行模式转换；

3)经过模式转换后的光束通过所述第二偏振控制器调节矢量HE奇偶模或EH奇偶模之间的相位差，从而产生轨道角动量模式。

8.根据权利要求7所述全光纤模式转换方法，其特征在于：经过所述第一偏振控制器后的光束通过所述模式转换器，利用由二氧化碳激光在少模光纤上刻写的长周期光纤光栅进行模式转换，之前还包括：

经过所述第一偏振控制器后的光束通过滤模器进行滤模，滤除光束中的高阶纤芯模。