[发明专利]一种新型涡旋光场探测装置

权利要求书

1.一种新型涡旋光场探测装置，其特征是：它由输入涡旋光纤(1)、模式转换拉锥区(2)、低折射率套管(3)、异质多芯光纤(4)、扇入扇出过渡区(5)、多孔毛细管(6)、双包层过渡光纤(7)、单模光纤(8)、相位调制器(9)、光纤耦合器(10)和单模输出端口(11)组成，所述系统中由输入涡旋光纤1传入的涡旋光束被注入至模式转换拉锥区(2)，由于该结构符合绝热转换和涡旋相位匹配条件，输入的各阶涡旋光束被转换为异质多芯光纤(4)中单一纤芯或两相邻纤芯的传导模式，异质多芯光纤中的传导模式注入扇入扇出过渡区(5)输出至对应双包层过渡光纤(7)中，该扇入扇出过渡区由多孔毛细管(6)中插入特制的双包层过渡光纤拉锥加工制成，可将异质多芯光纤(4)中每个纤芯导模转换至输出光纤中，双包层过渡光纤(7)中的信号光传输至模场匹配的单模光纤(8)后，其中几路信号经过相位调制器(9)和光纤耦合器(10)输出至探测器，采用相位调制器和耦合器的目的是探测对应信号之间的强度和相位关系，另外几路信号则确定相位关系，直接输出至探测器。

2.根据权利要求1所述的一种新型涡旋光场探测装置，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所述的一种新型涡旋光场探测装置，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所述的一种新型涡旋光场探测装置，其特征是：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所述的一种新型涡旋光场探测装置，其特征是：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所述的输入涡旋光纤，其特征是：该输入涡旋光纤是少模光纤、环形芯光纤或螺旋少模光纤等。

7.根据权利要求1所述的异质多芯光纤。其特征是：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。