涡旋光束轨道角动量检测技术研究

发布时间：2020-07-12 11:16

【摘要】：随着信息技术产业的蓬勃发展,区块链、云计算、沉浸式体验、大数据等新兴技术对通信网络的带宽容量提出了更高的要求。传统通信技术是利用如频分复用、码分复用、时分复用、空分复用等来提高通信信道容量和速率,但这无法满足人们日益增长的数据量需求。所以不同轨道角动量的涡旋光束在复用通信领域得到了人们广泛的关注。这种复用利用轨道角动量取值的无穷性进行信息的复用从而进行多信道传输,而在复用的接收端需要对解复用得到的涡旋光进行检测,这样才能确保整个复用系统工作的正确性。本文主要工作如下:1、数值模拟仿真了涡旋光光场的形成、周期渐变光栅和环形光栅的生成以及相位校正图、fan-out周期相位全息图;同时分析了涡旋光光场经过光栅衍射后的衍射光斑规律分布,从而可以进行检测。2、数值模拟仿真了在利用光栅检测的基础上让通过光栅后的衍射光斑经过光学校正相位图、fan-out相位图对检测结果进行改善,提高所能检测到的涡旋光拓扑荷数。3、对光栅检测涡旋光及利用相位图提升衍射光斑检测精度进行实验研究,通过将光栅、相位图加载在空间光调制器上以及利用其他光学元器件来搭建涡旋光OAM检测系统,最终进行实验验证。研究结果表明:(1)通过衍射光斑的条纹数及朝向可以对涡旋光进行检测,经过两种技术改善后最高可检测拓扑荷数提高到30;(2)进行实验研究后发现实验结果与仿真结果一一对应,可以验证两种技术能对检测效果进行提升,从而可以对高阶涡旋光进行检测以便验证解复用的正确性,这在涡旋光轨道角动量复用通信系统中具有很重要的意义。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O43

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本文编号：2751869