Tunable mode control through myriad-mode fibers.
Tunable mode control through myriad-mode fibers.
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通过多模光纤进行可调谐模式控制。
DOI：
10.1109/jlt.2021.3057615
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发表时间：
2021-05-01
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Piestun R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Singh S;Labouesse S;Piestun R
多模光纤在成像、通信、计算和能量输送方面具有吸引力。不幸的是，模间和偏振耦合排除了对所传递的模式组成的直接控制。我们提出了一种技术，以定制的模式组合物在输出端的多模光纤具有数千个模式，我们称之为多模光纤，使用其实验测量的传输矩阵。虽然在具有多达210个模式的典型多模光纤中已经证明了精确的模式控制，但是这里提出的方法对于高模式数光纤特别有用，例如当模式数与波前成形空间光调制器的模式数相当时。为了说明该技术，我们选择不同的模式子集，以在具有7140个模式的光纤的输出处创建焦斑。重要的是，我们定义了效率和保真度指标来评估模式控制，并证明了效率，保真度和跨远端光纤横截面的光斑的空间位置之间的关系。
Multimode fibers are attractive for imaging, communication, computation, and energy delivery. Unfortunately, intermodal and polarization coupling precludes direct control of the delivered mode composition. We present a technique to tailor the mode composition at the output of a multimode fiber with thousands of modes, which we refer to as myriad-mode fiber, using its experimentally measured transmission matrix. While precise mode control has been demonstrated in typical multimode fibers with up to 210 modes, the method proposed here is particularly useful for high mode number fibers, such as when the number of modes is comparable to the number of modes of the wavefront shaping spatial light modulator. To illustrate the technique, we select different subsets of modes to create focal spots at the output of a fiber with 7140 modes. Importantly, we define efficiency and fidelity metrics to evaluate the mode control and demonstrate the relationship between efficiency, fidelity, and the spatial location of the spots across the distal fiber cross-section.
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