环形光纤倾斜长周期光纤光栅的矢量模式高效转换研究

本文主要探讨了一种新颖的光纤光学技术——基于环形光纤的倾斜长周期光纤光栅的矢量模式转换方法。该研究旨在解决模分复用系统中模式转换的问题，通过结合有限差分法和耦合模理论，深入分析了几个关键参数对模式耦合的影响。这些参数包括折射率调制的倾斜角度、幅度函数、光栅长度以及耦合系数。 首先，倾斜角度对于模式转换至关重要。实验结果显示，当倾斜角度约为84°时，模式转换的效率可以达到最大值。这是因为特定的角度能够实现最佳的相位匹配，从而促使基模向特定的高阶矢量模式进行有效转换。此外，这一设计的一大优势在于其具有较大的模式间隔，这意味着可以在较宽的波长范围内进行操作，大于150纳米，这有利于减少模式间的串扰。 其次，耦合系数是影响转换性能的另一个重要因素。通过优化耦合系数，可以提高转换的精度和效率。研究者们发现，合理的耦合系数有助于减小能量损失，使得模式转换更为高效。 相比于现有的模式转换技术，基于倾斜长周期光纤光栅的方案展现出更大的潜力。它的转换效率高，模式间隔大，这在实际应用中，如轨道角动量复用和矢量模式复用等领域具有显著的优势。轨道角动量复用利用光的偏振态来携带额外的信息，而矢量模式复用则能同时传输多个独立的信息通道，这两种技术都是现代光通信中极具前景的研究方向。 总结来说，这项研究提供了一种创新的光纤光栅设计，为提升模分复用系统的性能，特别是矢量模式处理提供了新的解决方案。通过精细调控倾斜角度和耦合参数，这种模式转换器有望在未来的信息传输和信号处理领域发挥重要作用。