[发明专利]一种光纤涡旋光束发生器及其制备方法

权利要求书

1.一种光纤涡旋光束发生器，其特征在于，包含依次熔接在一起的单模光纤、单包层多芯光纤、双包层多芯光纤及环形芯光纤；

起偏后的线偏振模入射至单模光纤并在其中传输，传输至单模光纤-单包层多芯光纤熔接处并耦合至单包层多芯光纤，形成多个强度分布一致的纤芯线偏振模场，各个纤芯线偏振模场之间的相位具有相同差值且相位差总和为2πl，其中l为拓扑合数；单包层多芯光纤将其纤芯线偏振模场耦合至双包层多芯光纤，双包层多芯光纤的纤芯模场向环形芯光纤耦合时进行模场相位调制转换，各个纤芯模场其强度分布逐渐耦合变换为环形芯光纤的环形模场。

2.如权利要求1所述一种光纤涡旋光束发生器，其特征在于，单包层多芯光纤和双包层多芯光纤的纤芯到光纤轴心的距离相等；单包层多芯光纤与双包层多芯光纤的纤芯尺寸相等；单包层多芯光纤数值孔径与双包层多芯光纤的纤芯-内包层数值孔径相等；单包层多芯光纤的纤芯模场直径小于双包层多芯光纤内包层的直径。

3.如权利要求1或2所述一种光纤涡旋光束发生器，其特征在于，4种光纤中均掺杂了用于重构光纤内部折射率分布的掺杂剂，该掺杂剂在热扩散过渡方式下可构建光纤间统一的三维折射率过渡区；形成了三维折射率过渡区的部位包括：单模光纤和单包层多芯光纤的熔接处，以及双包层多芯光纤和环形芯光纤的熔接处。

4.如权利要求1或2所述一种光纤涡旋光束发生器，其特征在于，单模光纤和单包层多芯光纤间的熔接通过熔融拉锥方式熔接，双包层多芯光纤和环形芯光纤均掺杂了用于重构光纤内部折射率分布的掺杂剂，该掺杂剂在热扩散过渡方式下构建了光纤间的三维折射率过渡区。

5.用于权利要求3所述光纤涡旋光束发生器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)依次将单模光纤、单包层多芯光纤、双包层多芯光纤及环形芯光纤直接进行熔接；

(2)在单模光纤和单包层多芯光纤的熔接处，以及双包层多芯光纤及环形芯光纤的熔接处，均施加均匀的缓变梯度温度场，以构建光纤间统一的三维折射率过渡区。

6.用于权利要求4所述光纤涡旋光束发生器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)依次将单模光纤、单包层多芯光纤、双包层多芯光纤及环形芯光纤直接进行熔接；其中，单模光纤和多芯光纤间的熔接通过熔融拉锥方式熔接；

(2)在双包层多芯光纤及环形芯光纤的熔接处，施加均匀的缓变梯度温度场，以构建光纤间统一的三维折射率过渡区。