光学旋涡模式复用的一个关键问题是各阶旋涡光的产生,相比较于空间光学器件产生旋涡光,光纤型器件具有结构紧凑、集成度高、尺寸小、质量轻、系统兼容性好、易耦合、价格低廉等优点而被人们广泛应用。然而目前,受限于调制深度以及模式的角向调制难度,人们只能在一根光纤上产生一阶的旋涡光。本文深入的研究了光学旋涡的特征与光纤光栅的结构特点,提出了一种能够在光纤上产生高阶旋涡光的方法。具体工作内容如下:1.结合耦合模理论,利用COMSOL,MATLAB等软件进行仿真计算,得出四模光纤七模光纤中各个模式的有效折射率,从而计算出模式耦合所需要的光栅常数这一重要参数,然后利用二氧化碳激光器在四模光纤上刻写长周期光纤光栅,使得在1550nm处的模式LP₀₁能够经过光栅耦合到LP₁₁、LP₂₁模式上。其中,耦合出LP₂₁的光栅为本文首次提出。2.通过扭转光栅的方法进一步将LP₁₁和LP₂₁模式分别叠加为一阶和二阶旋涡模式。然后用CCD观察模场,输出光与基模干涉后的图样十分清晰,证明产生的旋涡模式纯度较高。3.测量刻写的二阶光栅的特性,利用法布里-珀罗腔的结构测量得出了该光栅的调制深度为10^-2,同时观测了光纤横截面的结构。根据二阶光栅强调制以及角向调制等特性预测三阶、四阶的旋涡模式的刻写方法以及部分参数。