[发明专利]具有非对称光栅的环状光纤及其在轨道角动量产生中的应用

权利要求书

1.一种具有非对称光栅的环状光纤的制备方法，其特征在于，首先，通过化学气相沉积法和光纤拉制法制得空芯环状光纤；然后，将不透光液体填充在空芯环状光纤的空芯内，再进行单侧紫外曝光，实现对上半环周期性的折射率调制，制成具有非对称光栅的空芯环状光纤；该环状光纤用于产生轨道角动量；该环状光纤为空芯结构，其环芯内径a₁为0.8~1.3µm，环芯外径a₂为2.2~2.7µm，包层半径a₃为55~70µm，高折射率环折射率n₂为1.469~1.472，包层折射率n₃为1.439~1.442；该环状光纤的上半环刻制有非对称光栅，光栅周期Λ为200~400µm，光栅周期个数N为20~80；折射率调制值Δn为2×10^-4~4×10^-4。

2.根据权利要求1所述的一种具有非对称光栅的环状光纤的制备方法，其特征在于，该环状光纤其环芯内径a₁为1~1.2µm，环芯外径a₂为2.4~2.6µm，包层半径a₃为60~65µm，高折射率环折射率n₂为1.47~1.471，包层折射率n₃为1.44~1.441；该环状光纤的上半环刻制有非对称光栅，光栅周期Λ为220~350µm，光栅周期个数N为40~60；折射率调制值Δn为2.5×10^-4~3.5×10^-4。

3.权利要求1所述方法制备得到的具有非对称光栅的环状光纤在轨道角动量产生中的应用，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将折射率n₁为1.33~1.37的光学功能液体填充在环状光纤的空芯内；

步骤二：将波长为1.3~1.8µm的光转换为左旋圆偏振HE₁₁模式或者右旋圆偏振HE₁₁模式作为入射光；

步骤三：将入射光输入具有非对称光栅的环状光纤中，激发至少一阶轨道角动量模式；

步骤四：通过调节环境参数改变所填充液体的折射率，进而调控产生轨道角动量模式的波长。

4.根据权利要求3所述具有非对称光栅的环状光纤在轨道角动量产生中的应用，其特征在于，所述的一阶轨道角动量模式包括OAM₊₁₁模式或者OAM_-11模式。

5.根据权利要求3或4所述具有非对称光栅的环状光纤在轨道角动量产生中的应用，其特征在于，步骤一所述光学功能液体为磁流体、液晶、折射率液中的一种。

6.根据权利要求3或4所述具有非对称光栅的环状光纤在轨道角动量产生中的应用，其特征在于，步骤四所述环境参数包括磁场、电场或者温度。

7.根据权利要求5所述具有非对称光栅的环状光纤在轨道角动量产生中的应用，其特征在于，步骤四所述环境参数包括磁场、电场或者温度。