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非线性自聚焦效应
2021-10-18 14:42
墨光君
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首先计算了大模场面积的基模随非线性自聚焦效应的收缩。模式求解中通常会忽略非线性效应。然而，编写数行程序代码，即可设置折射率分布及其非线性的变化，继而重复计算光纤模式，直至出现自洽解。
该程序也说明了光束传输的应用，可模拟高功率下光束分布的变化。用户可以采用LP01（低功率）与LP11模式的叠加，并研究光纤非线性效应的影响。可见，即使仅有LP11模式被激发，在大功率下也呈现不稳定状态，大部分功率转移到LP10模式中。
可获得以下图形：
图1为给定光功率下模式分布（与自聚焦响应功率相差不大），对应折射率分布条件下的模式分布。可见，非线性效应极大地改变了折射率的分布。
图2为模场面积与光功率的关系。当接近临界功率时，模场面积急剧减小。
图3为最大功率与纤芯半径的函数关系。对应每一个纤芯半径，用户需计算轴上强度达到破坏阈值时的光功率。当然，也需要重新计算每一个功率所对应的模式。
图4为光束分布的变化，模拟了光束的传输特性。
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