非相干光源通過光纖結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空心光束的研究.pdf

1、學(xué)位論文主要對LED作為非相干光源通過光纖結(jié)構(gòu)產(chǎn)生空心光束的方法進(jìn)行系統(tǒng)的理論和實驗研究，論文內(nèi)容主要包括以下幾個部分：
　　1．介紹了空心光束和基于光纖結(jié)構(gòu)產(chǎn)生無衍射光束的最新研究進(jìn)展，研究發(fā)現(xiàn)光纖結(jié)構(gòu)是一種轉(zhuǎn)換率高、簡單易行、無需準(zhǔn)直調(diào)節(jié)、集成整合的光學(xué)器件。此外，介紹了LED作為非相干光源用于產(chǎn)生具有自重建特性的零階和高階Bessel光束，擴(kuò)展了光纖和LED在光束傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　2．提出一種利用多模光纖的多模干涉

2、效應(yīng)在自由空間中獲得多個局域空心光束(Bottle beam)的新方法。單模-多模光纖結(jié)構(gòu)是一段多模光纖無偏心地連接到一段單模光纖上，光由單模光纖傳輸?shù)蕉嗄９饫w激發(fā)產(chǎn)生一系列的0,nLP模，由于多模干涉效應(yīng)在多模光纖中相互疊加，當(dāng)入射到自由空間后形成了多個Bottle beam。對光束傳輸過程進(jìn)行理論分析并利用Matlab軟件進(jìn)行仿真實驗，結(jié)果表明在自由空間中可以獲得一系列 Bottle beam。實驗中使用光纖連接器將以單模光纖作為輸

3、出端的半導(dǎo)體激光器與多模光纖相連組成單模-多模光纖結(jié)構(gòu)，并用CCD相機(jī)對多模光纖輸出端的光場進(jìn)行拍攝，所拍攝的光斑圖與理論結(jié)果基本吻合。
　　3．提出利用非相干光源單色LED通過多模光纖產(chǎn)生空心光束的方法。證實將 LED光源以一定角度傾斜耦合進(jìn)大芯徑多模光纖可獲得光斑均勻的空心光束。分析光束在多模光纖中的傳輸路徑和產(chǎn)生空心光束的機(jī)理，并用 Zemax建立仿真模型進(jìn)行模擬。搭建利用LED和多模光纖產(chǎn)生空心光束的實驗系統(tǒng)，并且將實驗結(jié)

4、果與激光作為光源產(chǎn)生的空心光束進(jìn)行分析比較，結(jié)果表明利用LED光源獲得的空心光束均勻性更好，更平滑。
　　4．利用非相干光源LED和軸棱錐-透鏡（Axicon-lens）系統(tǒng)直接獲得了Bottle beam，證實非相干光源通過Axicon-lens系統(tǒng)可以得到Bottle beam。利用衍射理論和多波長疊加原理分析了具有一定頻寬的部分相干光入射Axicon-lens系統(tǒng)后的光場分布，并模擬光束傳輸變換過程的三維光強(qiáng)分布及不同位置處