抑制大氣湍流影響的軌道角動量態(tài)及其復(fù)用的通信方案研究.pdf

1、軌道角動量態(tài)可載荷信息，且單個軌道角動量態(tài)容量無窮、不同軌道角動量態(tài)間相互正交，這些特性使得軌道角動量態(tài)及軌道角動量復(fù)用的通信方案成為目前光通信和量子光學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。然而，軌道角動量態(tài)是一種空間分布，它在自由空間傳輸時會不可避免地受到大氣湍流的影響。
　　論文首先提出一種基于發(fā)射空間分集的抑制大氣湍流影響的OAM態(tài)自由光通信方案。大氣湍流使得接收端不同OAM態(tài)間相互彌散，很難恢復(fù)出發(fā)送端的各自O(shè)AM態(tài)。論文分析了不同方位模式數(shù)

2、m的單個OAM態(tài)在大氣湍流下的功率轉(zhuǎn)移，討論了有無發(fā)射空間分集時通信系統(tǒng)的性能。數(shù)值仿真結(jié)果表明使用發(fā)射空間分集的OAM態(tài)自由光通信方案性能要優(yōu)于不使用發(fā)射空間分集的方案的性能；且當(dāng)方位模式m的值更大時，使用發(fā)射空間分集的OAM態(tài)自由光通信方案性能更優(yōu)。
　　然后，論文針對OAM態(tài)復(fù)用自由光通信面臨的接收端每個OAM態(tài)檢測都需要一個獨(dú)立檢測支路而導(dǎo)致的檢測效率低的問題，提出了一種基于高效分離方法的OAM態(tài)復(fù)用自由光通信方案。由于高

3、效OAM態(tài)分離方法的特點(diǎn)，新方案可從OAM疊加態(tài)中同時解調(diào)出復(fù)用系統(tǒng)中不同軌道角動量態(tài)的載荷信息，有效節(jié)省了復(fù)用系統(tǒng)接收端的解調(diào)設(shè)備，降低了OAM態(tài)復(fù)用系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成本。數(shù)值仿真結(jié)果表明，當(dāng)系統(tǒng)信噪比大于23dB時，系統(tǒng)誤碼率可以低于410?，該方案是一可行的OAM態(tài)復(fù)用方案。
　　最后，論文給出一種基于線性糾錯編碼抑制大氣湍流影響的OAM態(tài)復(fù)用自由光通信方案。以（7,4）線性分組碼為例，分析了在不同湍流強(qiáng)度條件下加編碼和未加編碼的