空间奇点光场调控及调制/解调通信研究

发布时间：2022-12-10 02:22

　　随着互联网的普及以及大数据、物联网等技术的发展和成熟,人们对通信容量以及带宽的需求不断增长。现有通信调制、复用技术主要基于线动量来实现,随着频谱资源的进一步消耗,通信容量的提升变得越来越困难。寻找新的通信维度来发展新型调制、复用技术成为信息领域迫切需要解决的关键问题。空间奇点光束是指光强呈暗中空分布的结构化光束,常见的有轨道角动量（OAM）光束以及柱矢量（CVB）光束。由于OAM光束以及CVB光束在光场中心处,其相位或偏振具有不确定性,所以又被称为相位奇点或偏振奇点光束。空间奇点光束的相位或偏振方向围绕中心不断变化,且外层分布具有拓扑结构。因此,可以用拓扑荷来表示光束相位或偏振绕奇点一周的变化程度,不同拓扑荷代表不同光束模式。空间奇点光束拓扑荷理论上具有无穷的希尔伯特空间,且不同拓扑荷的奇点光束间相互正交。因此,空间奇点光束的拓扑荷正是可以用来进行高效信息传输的新的物理维度,利用其发展新型调制、复用技术有望大幅提升通信容量以及容量密度。信息的调制、解调是实现数据通信的基础。将数字信息映射至不同的拓扑荷,能够通过空间奇点光束模态的高速键控来实现信息调制,并通过在接收端对高速切换的模态进行... 

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究工作
第2章 空间奇点光束的产生及检测
    2.1 相位奇点光束(OAM)
        2.1.1 OAM光束定义
        2.1.2 拉盖尔高斯光束
        2.1.3 OAM光束的产生
        2.1.4 OAM光束的检测
    2.2 偏振奇点光束(CVB)
        2.2.1 CVB光束定义
        2.2.2 CVB光束的产生
        2.2.3 CVB光束的检测
    2.3 本章总结
第3章 基于二维电介质超表面的CVB偏振阶数调控
    3.1 超表面调控CVB偏振阶数原理分析
    3.2 超表面调控CVB偏振阶数实验分析
    3.3 本章总结
第4章 基于光束相干检测的OAM调制/解调通信
    4.1 OAM光束解调
    4.2 基于光束相干检测的OAM解调方案原理分析
    4.3 系统设计以及仿真实验
        4.3.1 OAM键控调制、解调方案
        4.3.2 轨道角动量与相位混合键控调制/解调
    4.4 本章总结
第5章 总结
参考文献
致谢
攻读硕士期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Flexible generation of femtosecond cylindrical vector beams（Invited Paper）[J]. 张聿全,豆秀婕,杨勇,谢辰,步敬,闵长俊,袁小聪.  Chinese Optics Letters. 2017(03)
[2]线偏振光与圆偏振光后向散射偏振保持能力[J]. 戴俊,高隽,范之国.  中国激光. 2017(05)

博士论文
[1]矢量奇点光束的传播特性、强聚焦特性及其应用[D]. 黄坤.中国科学技术大学 2012



本文编号：3715858