近日，我室硕士研究生张旭钊（第一作者）与杨佩龙副研究员（通讯作者）在Optics and Laser Technology上发表了题为“Exploration on polarization-dependent dispersive wave emissions and third-harmonic generation in GeO2-based elliptical-core multimode fibers”的研究论文（2026, 201, 115250）。文章链接：https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2026.115250。

       该工作深入研究了基于锗酸盐的椭圆芯多模光纤（GEMMF）中多模效应与偏振动力学的复杂耦合机制。通过改变1560 nm泵浦光的偏振态，分别激发GEMMF两个主轴的光场模态，分析其演化过程，在短波侧观测到了独特的非线性光谱特征，包括模内色散波（Intra-DW）、模间色散波（Inter-DW）以及模间三次谐波（THG）。理论仿真方面，研究采用相位匹配分析阐明了上述离散光谱成分的产生机制，并基于多模广义非线性薛定谔方程（MMGNLSE）对脉冲传输、各离散频率的产生、光场演化动力学过程进行数值仿真。模拟结果与实验观测高度吻合，验证了THG、Inter-DW、Intra-DW的产生与输入状态的关联机制。实验上，泵浦源采用中心波长1560 nm、脉冲宽度118 fs、重复频率80 MHz、平均功率1.1 W的掺铒光纤激光器。光束首先通过由半波片（HWP）和偏振分束器（PBS）组成的偏振可控可变衰减器以控制输入功率，随后由第二个HWP微调偏振态，并聚焦进入一段长度为35 cm的GEMMF中。该光纤纤芯GeO2浓度为98 mol.%，具有本征几何双折射与0.65的高数值孔径。图1为实验方案示意图。

图1 产生偏振相关多模光谱的实验装置示意图

       实验结果表明，DWs的产生呈现出显著的偏振不对称性。当沿快轴（FA）泵浦时，主要激发类LP01模，输出的短波长分别对应于520 nm处的类LP42模（THG）、1080 nm处的类LP01模（Intra-DW）以及613 nm处的类LP03模（Inter-DW）。在总输出功率为292 mW的条件下，FA泵浦结构中测得的1080 nm和613 nm DWs的绝对功率分别为122 nW和130 nW。相比之下，当沿慢轴（SA）泵浦时，激发了类LP01与LP11的混合模式，产生了一个在FA泵浦下完全不存在的、位于958 nm的独特Intra-DW（测得功率为142 nW，空间轮廓匹配为类LP11模式）。图2展示了沿光纤快轴（FA）和慢轴（SA）泵浦下的输出光谱及功率演化，图3则给出了仿真与实验光谱的对比分析。

图2 沿FA和SA泵浦下的输出光谱与功率演化图

图3 FA和SA泵浦下实验与模拟光谱的演化对比

       该工作首次在GEMMF中通过实验证明了模式与偏振控制的DWs和THG同时产生的可行性，探索出将偏振控制下的模式激发作为定制多模光纤中离散频率转换及宽带光源空间特性的新路径。