随机电磁涡旋光束在光纤中光谱相干度的变化

摘要

基于广义惠更斯菲涅尔原理和相干偏振统一理论,推导了随机电磁高斯涡旋光束在梯度折射率光纤传输中交叉谱密度矩阵元的解析表达式,并用以研究了随机电磁高斯涡旋光束在梯度折射率光纤中光谱相干度的变化。研究结果表明,随机电磁高斯涡旋光束在梯度折射率光纤中传输时,光谱相干度分布的周期与梯度折射率系数β相关。光束波长越长梯度折射率光纤对光谱相干度分布的聚焦作用越明显。光谱相干度分布暗环数与拓扑荷数m相同,自相关空间长度σ_(xx)会改变光谱相干度沿径向的变化速度,而互相关空间长度σ_(xy)不改变光谱相干度分布。本文研究结果对随机电磁涡旋光束在光纤中的传输具有指导意义,在高速率大容量光纤保密通信方面有参考价值。