[发明专利]一种新型光纤涡旋场生成器

权利要求书

1.一种新型光纤涡旋场生成器，其特征是：它由输入单模光纤(1)、双包层过渡光纤(2)、多孔毛细管(3)、扇入拉锥区(4)、异质多芯光纤(5)、低折射率套管(6)、模式转换拉锥区(7)、输出少模光纤(8)组成，输入单模光纤(1)与双包层过渡光纤(2)熔接，两者的数值孔径与模场面积均匹配，单模光纤中的基模高斯光束被无损地导引至双包层过渡光纤(2)；多根双包层过渡光纤(2)被同时插入多孔毛细管(3)并进行绝热拉锥形成扇入拉锥区(4)，其末端与异质多芯光纤(5)相连接，每一根输入单模光纤(1)中的基模均能传输至异质多芯光纤(5)的对应纤芯；将异质多芯光纤(5)插入低折射率套管(6)后，再次进行绝热拉锥形成模式转换拉锥区(7)，其末端与输出少模光纤(8)相连接，异质多芯光纤(5)中每个纤芯中的光波均能转换至少模光纤中的涡旋模式；多根输入单模光纤(1)中的基模均能转换至输出少模光纤(8)中多个特定阶数的涡旋模式，两者存在一一对应的关系。

2.根据权利要求1所述的一种新型光纤涡旋场生成器，其特征是：所述的异质多芯光纤的纤芯数量为N，N为整数，N≥3，纤芯位置呈圆周对称分布。

3.根据权利要求1所述的一种新型光纤涡旋场生成器，其特征是：所述的异质多芯光纤的部分纤芯的折射率、纤芯直径或折射率剖面类型不同。

4.根据权利要求1所述的一种新型光纤涡旋场生成器，其特征是：所述的异质多芯光纤中纤芯的折射率剖面是阶跃型、抛物线型、高斯型等。

5.根据权利要求1所述的一种新型光纤涡旋场生成器，其特征是：所述的模式转换拉锥区由特殊结构的异质多芯光纤插入低折射率套管中拉锥制成，其拉锥结构满足绝热转换和涡旋相位匹配条件，可以将单个涡旋模式转换为异质多芯光纤中某个纤芯的导模，并且两者具有对应关系。

6.根据权利要求1所述的一种新型光纤涡旋场生成器，其特征是：所述的输出少模光纤是少模光纤、环形芯光纤或螺旋少模光纤等。

7.根据权利要求1所述的一种新型光纤涡旋场生成器，其特征是：所述的异质多芯光纤的包层结构是单包层或者双包层，在模式转换拉锥区末端收缩后的某内包层边界形成的纤芯包层结构与后端输出少模光纤实现模场面积与数值孔径的匹配。