(Cylindrical Vector Beams，CVBs)是一种特别的矢量偏振光,具有轴对称偏振宣传和环形模场传播的特质,所以通常驾驭于皮相等离子体激元促进，超判袂率成像，光学保管、光学传感、光通信、粒子加速、光学控制和质料加工等周围。

　　CVBs可能始末自由空间光学器件进行改观，在中央点爆发亲切于零的强度，如q板、涡旋相位板和空间光调制器等，这种伎俩需要思索情形坚硬性以及精准的光途对齐，以是常用于空间光路。比较之下，经历光纤天赋CVBs是一种紧凑且绚丽的技巧，如偏芯耦合、光子灯笼、长周期光栅、特种光纤、少模光纤光栅对和模式采用耦合器等。此中，模式选取耦合器选模是实现模式调换最粗略的技巧，可能得回较高的模式纯度，并且坐褥本钱低、稳固性强。为了达成高纯度柱矢量光的输出，近日，北京家当大学先辈半导体光电技术想量所王智勇商酌员，刘学胜副咨询员课题组在《光学 稹密工程》（EI、Scopus收录，华文核心期刊，《仪器面目界限高质地科技期刊分级目录》和《光学和光学工程周围高材料科技期刊分级目录》“T1级”期刊）上颁发了题为“基于对称双模耦关器的波长可切换柱矢量光纤激光器”的封面文章。

　　柱矢量激光如图1所示，具有轴对称的强度和偏振流传，强聚焦时会在平行于光轴的大意平面内发生一个诡秘且较强的局部纵向电场，所以采取柱矢量激光加工可以得回高妙宽比的直孔，同时加工速度也会发展1.5-2倍，完备更佳的打孔质料和更高的功用。2018年，本课题组[1]提出并搭修了基于液晶齐集物的纳秒脉冲掺镱主振荡器功率放大（MOPA）体系，采用空间相位改观法发生柱矢量光，完毕了径向偏振光输出。模式挑选耦合器选模是完毕模式变换最约略的本领，能够得到较高的模式纯度，并且临盆资本低、牢固性强。相比较不断的CVBs（Cylindrical Vector Beams, CVBs），脉冲CVBs具有高能量、高峰值功率，在金属的微孔钻削，电子加速等领域有着潜在的把握代价。在此根本上，所有人们提出一种全光纤伎俩发作CVBs，并将CVBs发生技巧与锁模工夫相勾结，旨在为高功率柱矢量光提供一套稳定性强、资本低、期间粗略的皮秒种子源安置。

　　如图2所示，STMC（Symmetric Two Mode Coupler, STMC）由绝对雷同的两根双模光纤熔融拉锥制成，在锥区完结LP₁₁模的勉励，在耦合区完毕LP₁₁模的耦合输出，告竣基模向高阶模变革的效能。

　　入射光从光纤的Port 1端口加入锥区后，光纤归一化频率随着纤芯的变细而逐步变小，使得越来越多的光渗入包层；投入耦闭区后，两个光纤波导靠得很近时，由于倏逝场的成果，发生两个波导间的能量相易；当光加入输出端锥区后，归一化频率随纤芯的变粗而冉冉增大，使光以特定比例从两个输出端输出。

　　选择有限元法（Finite Element Method，FEM）准备双模光纤中LP₀₁模和LP₁₁模的有效折射率随光纤直径（包层直径）的转移法则。选取两根不异的双模光纤进行师法，光纤中模式被拘束在纤芯中传输的条目为模式的有效折射率在纤芯和包层之间；而当模式的有效折射率小于包层折射率时，该模式会泄露到包层中。效果如图3所示。

　　基于光束鼓吹法成立了对称双模耦关器的锥区三维波导模型，经过设定首要参数职责波长、锥区长度等，得回拉锥枢纽参数。图4是能量动摇仿线：(a)TMF拉锥历程中LP₁₁模纵向能量发抖仿真仿照；(b)STMC的能量流动仿真成效

　　全光纤锁模皮秒激光器输出矢量光连接非线性偏振回旋锁模时期，搭建一套被动锁模光纤激光器，将其注入对称双模耦合器中，完结了模式纯度高出97%的柱矢量光的输出。在CCD和偏振掌握器之间参与线偏振片作为起偏器，随着线偏振片的扭转，能够分辨出TM₀₁模和TE₀₁模，图5（a-j）呈现了径向偏振光束和角向偏振光束的模场强度传播，以及它们履历区别偏向的线性偏振器后的模场强度宣扬。

　　图5：输出光模场强度宣扬特色：(a)TM₀₁模；(b-e)TM₀₁模经过分歧偏向的线偏振片后的模场强度传播；(f)TE₀₁模；(g-j)TE₀₁模通过分歧倾向的线偏振片后的模场强度撒播

　　工程摆布场景本文采纳全光纤产生CVBs，基于理论剖释以及模式耦合机理，采用两根相同的双模光纤安顿并创办了一款1 μm波段可告终LP₀₁模向LP₁₁模高纯度改动的STMC，并用于波长可切换的被动锁模全光纤激光器发作脉冲CVBs。该手腕比拟于守旧的非对称模式选取耦闭器撤职了创建进程中的预拉锥工艺，最大限制地简化了耦关器的修造成本与创办工艺，在工程驾驭中具有广阔前景。

　　团队介绍北京家当大学先辈半导体光电本事磋商所王智勇商量员，刘学胜副筹议员课题组筹商范畴搜求前辈光纤激光器、全固态激光器、超快激光器及其在产业加工规模中的独霸。先后职掌国家中心研发存心项目、北京市自然科学基金面上项目、北京市教委项目及国内大型企业、科研院所寄托科研课题等40余项。造就的协商生屡屡获得酌量生国家奖学金、校突出硕士毕业论文、北京市卓越毕业生、校科技更新一等奖等科技赞美。在