Abstract The burgeoning advances of spatial mode conversion in few-mode fibers emerge as the investigative hotspot in novel structured light manipulation, in that, high-order modes possess a novel fundamental signature of various intensity profiles and unique polarization distributions, especially orbital angular momentum modes carrying with phase singularity and spiral wave front. Thus, control of spatial mode generation becomes a crucial technique especially in fiber optics, which has been exploited to high capacity space division multiplexing. The acousto-optic interactions in few-mode fibers provide a potential solution to tackle the bottleneck of traditional spatial mode conversion devices. Acousto-optic mode conversion controlled by microwave signals brings tremendous new opportunities in spatial mode generation with fast mode tuning and dynamic switching capabilities. Besides, dynamic mode switching induced by acousto-optic effects contributes an energy modulation inside a laser cavity through nonlinear effects of multi-mode interaction, competition, which endows the fiber laser with new functions and leads to the exploration of new physical mechanism. In this review, we present the recent advances of controlling mode switch and generation employing acousto-optic interactions in few-mode fibers, which includes acousto-optic mechanisms, optical field manipulating devices and novel applications of spatial mode control especially in high-order mode fiber lasers.

中文翻译：

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少模光纤激光器中通过声光相互作用进行动态模式操纵的最新进展：机制、装置和应用

摘要 少模光纤中空间模式转换的迅速发展成为新型结构光操纵的研究热点，因为高阶模式具有各种强度分布和独特偏振分布的新基本特征，尤其是轨道角动量模式携带相位奇点和螺旋波阵面。因此，空间模式生成的控制成为一项关键技术，尤其是在光纤中，该技术已被用于高容量空分复用。少模光纤中的声光相互作用为解决传统空间模式转换设备的瓶颈提供了潜在的解决方案。由微波信号控制的声光模式转换为空间模式生成带来了巨大的新机遇，具有快速模式调谐和动态切换能力。此外，声光效应引起的动态模式切换，通过多模相互作用、竞争的非线性效应，对激光腔内的能量进行调制，赋予光纤激光器新的功能，探索新的物理机制。在这篇综述中，我们介绍了在少模光纤中利用声光相互作用控制模式切换和生成的最新进展，其中包括声光机制、光场操纵装置和空间模式控制的新应用，尤其是在高阶模式中光纤激光器。声光效应引起的动态模式切换通过多模相互作用、竞争的非线性效应在激光腔内进行能量调制，赋予光纤激光器新的功能，并导致对新物理机制的探索。在这篇综述中，我们介绍了在少模光纤中利用声光相互作用控制模式切换和生成的最新进展，其中包括声光机制、光场操纵装置和空间模式控制的新应用，尤其是在高阶模式中光纤激光器。声光效应引起的动态模式切换通过多模相互作用、竞争的非线性效应在激光腔内进行能量调制，赋予光纤激光器新的功能，并导致对新物理机制的探索。在这篇综述中，我们介绍了在少模光纤中利用声光相互作用控制模式切换和生成的最新进展，其中包括声光机制、光场操纵装置和空间模式控制的新应用，尤其是在高阶模式中光纤激光器。