无散斑成像中因光源的高时空相干性导致的散斑问题长期困扰着科研人员,需要有效抑制这种散斑噪声才能提高成像质量。在光纤中降低光源的时空相干性,能有效抑制散斑,同时能利用光纤光源的优点如体积小质量轻,方向可控亮度高等。本文设计一种特殊的波导结构,结合光纤光源,能有效便利的抑制散斑。本文研究内容包括以下三方面:1.设计单沟槽光纤波导结构,分析其模式特性及在散斑抑制方面的特点,并与商用多模光纤进行比较。研究结果表明:一方面单沟槽光纤的数值孔径比多模光纤大,能支持更多高阶模从而降低光源空间相干性;另外单沟槽光纤的内包层设计使其相邻高阶模之间有效折射率差较小,有利于模式激发与模间耦合,进一步降低光源空间相干性。2.进行了单沟槽光纤和多模光纤对光纤型放大自发辐射光源输出空间相干性调控的实验。实验从不同维度调制光纤中的模式激发和模式耦合,获得模间功率再分配的效果。研究发现采用弯曲缠绕法能抑制散斑,将80cm单沟槽光纤缠绕在直径2cm的圆柱体上,弯曲2圈能使散斑对比度降至0.0855,降低约35%,然而多模光纤的输出散斑对比度随缠绕圈数增加而变大呈相反趋势,该新特性的发现为基于单沟槽光纤抑制散斑提供了有效方法。3.开展了基于频谱和空间成像技术的光纤模式测量实验,分析基于光纤缠绕方法的光源空间退相干机理。研究创新性地将光纤模式测量技术引入散斑抑制分析领域。通过对比弯曲前后的光谱图及其傅里叶变换图发现:多模光纤的光谱平均功率之差大于单沟槽光纤,说明弯曲后多模光纤的模间功率分布不如单沟槽光纤均匀,这是因为后者的第二芯层结构能使中心芯层逃逸出的高阶模继续在光纤中传输;两者的傅里叶变换图进一步表明,弯曲后单沟槽光纤输出功率更平均地转移到高阶模,曲线整体呈上升趋势,而多模光纤弯曲后其输出高阶模(大时延对应区域)功率有一定的下降,这与前面的分析一致。