遇旋光束及其軌道角動(dòng)量傳輸特性的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，人們利用頻分復(fù)用(Frequency Division Multiplexin,FDM)、時(shí)分復(fù)用(Time Division Multiplexing，TDM)碼分復(fù)用(Code Division Multiplexing，CDM)等技術(shù)促進(jìn)通信發(fā)展。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)容量和頻譜利用率，人們提出了渦旋光束的模分復(fù)用(Mode Division Multiplexing，MDM)方式，有望在高密度數(shù)據(jù)傳輸中獲得應(yīng)

2、用，即利用攜帶軌道角動(dòng)量的渦旋光束的無窮自由度特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高維度軌道角動(dòng)量復(fù)用通信系統(tǒng)，突破頻譜資源潰乏的限制。本文主要研究了軌道角動(dòng)量為整數(shù)、分?jǐn)?shù)的渦旋光束陣列的檢測(cè)以及多種渦旋光束在湍流中的傳輸對(duì)比特性研究。主要工作如下：
　　1、根據(jù)干涉原理推導(dǎo)出渦旋陣列干涉圖的制備公式，并總結(jié)出同軸光學(xué)渦旋疊加態(tài)構(gòu)成的復(fù)用系統(tǒng)。
　　2、利用空間光調(diào)制器(RLM R2)加載傳輸方向與z軸夾角α干涉光柵，制備出了分?jǐn)?shù)階渦旋光束：利用水平

3、與垂直疊加光柵，制備出具有不同拓?fù)浜蓴?shù)的光斑陣列。對(duì)分?jǐn)?shù)階渦旋光束陣列產(chǎn)生方法以及傳輸特性分別作了研究。
　　3、根據(jù)Rytov近似和廣義Huygens-Fresnel原理推導(dǎo)出LG光束和高階BG光束在大氣湍流斜程傳輸中螺旋各諧波分量的表達(dá)式，進(jìn)一步對(duì)兩類光束軌道角動(dòng)量(Orbital Angular Momentum，OAM)的彌散程度進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　研究分析表明：
　　(1)分?jǐn)?shù)階渦旋光束較整數(shù)階渦旋光束有更