相位和偏振涡旋光通信研究

发布时间：2021-10-17 03:30

　　信息容量的持续迅猛增长使得人们对波长/频率、时间、幅度、相位、偏振这些光波物理维度资源的开发利用接近极致。为了应对即将到来的“容量危机”,研究者将目光聚焦到了另外一个待开发的光波维度,即光波的横向空间维度,通过增加空间中并行的通信信道数目来提高通信系统的容量和频谱效率。涡旋光作为一种具有横向空间分布的光束,在光通信中的应用引起了国内外的广泛关注。涡旋光通常分为相位涡旋光（轨道角动量光束,orbital angular momentum,OAM）和偏振涡旋光（矢量光束,vector beam）,对应的光场分别有相位奇点和偏振奇点。由于涡旋光理论上有无穷多个正交模式,可以通过多个涡旋光的复用组成多个通信信道,再与现有复用技术和先进调制格式信号等结合,实现光通信的可持续扩容,为解决“容量危机”提供新途径。本文结合目前的研究进展,在集成芯片、自由空间和光纤中,对相位涡旋光和偏振涡旋光在模式复用、模式编码通信和信号处理几个方面展开了一系列理论及实验研究工作。具体内容如下:（1）涡旋光的基础理论分析和关键技术研究。分别介绍了相位涡旋光和偏振涡旋光的基础理论,光纤中涡旋光的基础理论,以及涡旋光束产生... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

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间和横向空间分布[8, 9]，如图1-2所示。图1-2 光波基本物理维度1.1.1 光通信发展趋势利用这些光波物理维度，已经发展了各种信号复用技术以及信号先进高级调制技术用以提升光通信容量[10-13]，如图1-3所示。在二十世纪80年代，基于时间维度的时分复用技术（time-division multiplexing, TDM）开始被研究，到2012年Hirooka等人报道了160 Gbaud 奈奎斯特（Nyquist）脉冲TDM在525km光纤中的传输[14]，2016年Zhang等人报道了在电子时分复用（electronical time-division multiplexing, ETDM）中将符号速率提高到138.4 Gbaud，并成功地在2800 km单模光纤（single modefiber, SMF）中进

在商用和研究领域单根光纤容量增长趋势

【参考文献】：
期刊论文
[1]Highly efficient generation of arbitrary vector beams with tunable polarization,phase, and amplitude[J]. SHENG LIU,SHUXIA QI,YI ZHANG,PENG LI,DONGJING WU,LEI HAN,JIANLIN ZHAO.  Photonics Research. 2018(04)
[2]Advances in communications using optical vortices[J]. Jian Wang.  Photonics Research. 2016(05)



本文编号：3441027