【摘要】：隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,人們對信息傳輸?shù)囊笠苍絹碓礁�。�?shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸能力是光通信的主要發(fā)展方向之一。增加光通信系統(tǒng)傳輸容量的一種典型方法是復(fù)用多個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)信道。多個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)信道可以位于其上不同的波長,極化和空間上,對應(yīng)為波分復(fù)用(WDM),偏振復(fù)用(PDM)和空分復(fù)用(SDM)。對于光波來說,一種特殊的空分復(fù)用——軌道角動(dòng)量(OAM)復(fù)用一直在吸引著很多科研工作者的關(guān)注,文章的主要內(nèi)容有:(1)仿真了一套基于OAM-SK的高效數(shù)字通信系統(tǒng)。根據(jù)渦旋光束之間的正交性,我們仿真了一個(gè)基于OAM-SK的高效數(shù)字通信系統(tǒng),并成功傳輸了一幅圖片。在發(fā)送端,通過迭代算法生成了用于產(chǎn)生復(fù)合渦旋光束的復(fù)合相位全息圖,使圖像的灰度值轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)并映射到渦旋光束不同的拓?fù)浜缮稀＿@一過程就將圖像信息存儲(chǔ)到渦旋光束里,并經(jīng)過自由空間的傳輸?shù)竭_(dá)接收端。在接收端,改變迭代算法的正交基后又設(shè)計(jì)了一個(gè)高效的新型解調(diào)全息圖,實(shí)現(xiàn)將復(fù)合渦旋光束分離與檢測,再轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。(2)研究了不同復(fù)用/解調(diào)方式對OAM-SK系統(tǒng)的性能影響。對于OAM-SK系統(tǒng)來說,高效的復(fù)用方式和解調(diào)方式是影響通信系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。我們對比了不同的復(fù)用方式作為調(diào)制端和不同的衍射光學(xué)元件作為解調(diào)端的系統(tǒng)性能,并通過對圖片灰度值的傳輸準(zhǔn)確率來進(jìn)行定量的分析。從不同的系統(tǒng)組合中選擇出最優(yōu)的一組來實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)字通信。同時(shí)還考慮了不同的針孔尺寸大小和判決閾值對系統(tǒng)性能的影響選出了最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。
【圖文】：

螺旋形波前相位包含著周期性的錯(cuò)位，波矢方向繞著相位奇點(diǎn)中心沿傳播方向旋逡逑轉(zhuǎn)，此時(shí)波束中等位相面具有螺旋波前形式，導(dǎo)致了在中心軸上的電場振幅為零，逡逑如圖２．１所示。逡逑圖２．１不同光束的相位波前，（ａ）高斯光束；（ｂ）渦旋光束。逡逑Ｆｉｇ邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｗａｖｅｆｒｏｎｔ邋ｏｆ邋（ａ）邋Ｇａｕｓｓｉａｎ邋ｂｅａｍ邋ａｎｄ邋（ｂ）邋ｖｏｒｔｅｘ邋ｂｅａｍ逡逑６逡逑

離的增加而不斷變化。在傳輸過程中，渦旋中心處存在相位不確定性產(chǎn)生的相位逡逑ｆ點(diǎn)，所有光場在中心位置干涉相消，形成環(huán)形的光強(qiáng)分布，并且隨著拓?fù)浜傻腻义显龃�，光環(huán)的直徑也逐級(jí)增大，圖２．２排所示。逡逑圖２．２拓?fù)浜蔀椋澹剑保�，＋５的渦旋光束的相位分布（ａ－ｃ）和光強(qiáng)分布（ｄ－ｆ）。逡逑Ｆｉｇ邋２．２邋Ｔｈｅ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ邋ｐｒｏｆｉｌｅ邋（ａ－ｃ）邋ａｎｄ邋ｐｈａｓｅ邋ｐｒｏｆｉｌｅ邋（ｄ－ｆ）邋ｏｆ邋ｖｏｒｔｅｘ邋ｂｅａｍｓ邋ｗｉｔｈ逡逑ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ邋ｃｈａｒｇｅ邋ｏｆ邋／邋＝邋＋１，，＋３，＋５邋．逡逑由于渦旋光束中存在ｅｘｐ＾Ｏ的渦旋相位，根據(jù)指數(shù)正交的特性可以得出不同逡逑拓?fù)浜傻臏u旋光束之間是相互正交的，這就可以將一組不同拓?fù)浜傻模希粒凸馐麇义蠟樾盘?hào)調(diào)制的正交基，作為數(shù)字信號(hào)的載體。并且由于渦旋光束的拓?fù)浜珊头轿诲义辖侵g的關(guān)系是隨著傳輸距離動(dòng)態(tài)變化的，因此利用渦旋光束作為信號(hào)的載體具逡逑有很好的安全性。逡逑理論上，在發(fā)送端將攜帶信息的渦旋光束進(jìn)行疊加后，在接收端要通過一組逡逑特別的解調(diào)裝置將不同拓?fù)浜傻臏u旋光束進(jìn)行分離和檢測。一般
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 孫學(xué)宏;李強(qiáng);龐丹旭;曾志民;;軌道角動(dòng)量在無線通信中的研究新進(jìn)展綜述[J];電子學(xué)報(bào);2015年11期

本文編號(hào)：2588284