多模光纤扰模装置设计与制作

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随着多模光纤技术发展,多模光纤多传输模态、低传输损耗、高传输效率、高透过率等优点不断在国防军事、现代工业、天文观测和医学显影等领域得到广泛的应用前景。但由于多模光纤色散效应会导致光脉冲展宽、引起信号畸变、产生散斑噪声等问题,该效应已经成为制约多模光纤信号传输、能量传输和传感等领域快速发展以及市场化的主要原因。  本文是在参与大科学工程LAMOST(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopy Telescope)光学测试工作时,针对高相干光源所带来多模光纤出射散斑对光学测试结果的影响,总结国内外多模光纤扰模方法,制作出了两种多模光纤扰模器并提出相关扰模方案。运用多模光纤纤芯内部几何光传播理论和波动光传播理论,从实际应用角度创造性地提出非接触型多模光纤扰模装置和接触型多模光纤扰模装置制作方案,并对制作成型的多模光纤扰模装置扰模效果进行实验验证。利用MATLAB软件对实验结果进行图像处理和数据分析,得到实验结论。经过非接触型多模光纤扰模装置和接触型多模光纤扰模装置处理,多模光纤出射光场采集图上的散斑噪声点均有显著减少,能量分布都更加均匀平滑。多模光纤出射光场散斑对比度均明显下降且相对稳定,但相较于非接触型多模光纤扰模装置,接触型多模光纤扰模装置对比度下降效果更佳明显。将非接触型多模光纤扰模装置拓展应用于高相干光作为光源的普通成像光路,可有效去除成像散斑。根据接触型多模光纤扰模装置扰模方法衍生出的三种多模光纤形变扰模方法均可有效去除多模光纤出射散斑。根据所得实验结论,分析多模光纤扰模装置扰模效果的影响因素,为多模光纤扰模装置在激光照明监控系统、多模光纤特性测试系统、激光测绘系统等领域广泛应用提供参考。
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