阶跃光纤混合模的聚焦特性分析

在激光加工等领域常利用光纤激光的聚焦以获得高功率密度的光斑。为了分析阶跃光纤混合模的聚焦特性，基于广义惠更斯-菲涅耳衍射公式，本文数值计算了阶跃光纤中基模(LP 01 )与高阶线偏振模(LP mn )在非相干叠加和相干叠加两种情况下的聚焦光强分布。仿真分析了混合模相对于单一LP 01 模式的聚焦特性，研究了其聚焦光斑的平均功率密度、焦点偏移随模式占比、模式间相位差的变化规律。研究表明：当混合模非相干叠加时，随着基模占比的增加，聚焦光斑功率密度随之增加且焦点偏移减小；当混合模相干叠加时，基模占比及模间相位差都会影响聚焦效果，可以通过合理控制基模占比和模间相位差，达到聚焦光斑功率密度高于基模的聚焦光斑功率密度、减小混合模焦点偏移的目的。