拉盖尔-高斯超短脉冲激光在渐变折射率光纤中的传输特性

来源：激光技术杂志2025年第4期北京时间：

作者：何琼, 霍楠, 武晋泽, 李晋红

摘要：为了研究拉盖尔-高斯超短脉冲激光在渐变折射率光纤中传输的光谱特性，利用广义惠更斯-菲涅耳原理，推导了拉盖尔-高斯超短脉冲激光在渐变折射率光纤中传输时的解析表达式，分析了光谱调制函数与拓扑荷、径向指数、光纤传输距离等参数的依赖关系。结果表明，拉盖尔-高斯超短脉冲激光在渐变折射率光纤中传输时，光谱调制函数和光谱强度的空间分布经历周期性的聚焦与扩散，但时空耦合效应使得两者不再呈对称分布；对于不同中心波长的光束，波长越长，经光谱调制函数调制后的光谱的第2个峰的峰值越高；当拉盖尔-高斯超短脉冲激光的持续时间为3 fs且传输距离一定时，光谱在离轴位置8.99 μm处分裂出两个峰值高度相等的峰，此时可以观察到光谱开关现象，离轴位置越过该点处时，光谱位移由红移迅速跃变为蓝移。此研究为拉盖尔-高斯超短脉冲激光在渐变折射率光纤中传输的光谱变化提供了理论依据，在信息编码和传输方面具有潜在的应用前景。

关键词：激光物理, 拉盖尔-高斯超短脉冲激光, 惠更斯-菲涅耳原理, 渐变折射率光纤, 光谱特性, 光谱调制函数