非圆形光纤讨论进展打开文本图片集摘要：非圆形光纤截面可以是 D 型、正方形、长方形、八边形等多种形状，这些几何结构使得作为泵浦源或光信号放大的光纤具有高的光光转换效率。非圆形光纤优良的扰模特性可以获得平顶分布的光束，且非圆形光纤焦比退化效应降低，使得光纤的传输效率增大，采纳非圆形光纤制成的传像束平均透过率提高，传像效果更真实。非圆形光纤可应用到天文观测、半实物仿真和激光加工等领域，用于高精度视向速度测量、红外目标模拟器、高功率光纤激光器以及高精度激光焊接和切割等。关键词：非圆形光纤；扰模；焦比退化；红外目标模拟器；光纤激光器；径向速度0 引言当前，光纤在军事、通信、传感、医学和天文等领域的应用越来越广泛，也越来越重要。在圆形光纤进展的基础上，非圆形光纤得到进一步进展，其截面可以是 D 型、正方形、长方形、八边形等各种形状，由于截面形状的改变，光纤的光学性能有了很大提高。与圆形光纤相比，非圆形光纤的扰模效果明显，焦比退化特性降低[1-3]。非圆形光纤远场光强变化小，近场光斑质心偏移少，可有效减少入射偏差引起的谱线漂移，提高天文探测中视向速度的测量精度。非圆形光纤光强变化小、传输效率高，使得传像束具有高的平均透过率和高的传像质量。圆形光纤包层中存在大量的螺旋光，在光传输过程中永远不会到达纤芯，这对于作为泵浦源的光纤来说是极大的损失，非圆形光纤的不对称结构可使螺旋光进入到纤芯，使得非圆形光纤激光器的光光转换效率大大提高[4-6]。因此非圆形光纤在天文探测、半实物仿真、光纤激光器、激光加工、夜视监控等领域应用广泛。1 非圆形光纤特性1.1 非圆形光纤扰模特性光纤的扰模特性表现为远场光斑的光强变化和近场光斑的质心偏移，如图 1 所示。当光束入射到圆形光纤端面的中心位置时，出射场远场为光强均匀的光斑，一维曲线表现为光滑平整的曲线，近场质心位于光纤端面中心；当入射光斑与光纤端面中心存在偏移 di 时，光纤出射端远场光强呈圆环分布，近场质心产生偏移 d[7]0。与圆形光纤相比，非圆形光纤具有良好的扰模特性。BrunoC 等人[8]初步讨论了正方形和八边形光纤的扰模特性，发现这两类光纤近场扰模效果明显，将来可满足高精度视向速度测量系统的要求。GerardoA 等人[1，9]采纳德国 CramOptec 公司生产的非圆形光纤进行了远近场扰模特性分析，其中：300μm×150μm 矩形光纤远场光强分布平坦，200μm 和 67μm 八边形光纤远场光强分...
