渦旋光場是具有螺旋相位波前的一種特殊結(jié)構(gòu)光場。由于螺旋相位的存在,在渦旋光場的中心會產(chǎn)生相位奇點(diǎn),在相位奇點(diǎn)處光束的相位和場強(qiáng)都為0。同時,光束的螺旋相位也會使光束繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生動量,光束的光子因此也具有了軌道角動量(OAM)。由于這些獨(dú)特的物理性質(zhì),渦旋光場在光學(xué)微操控、光學(xué)測量、量子態(tài)操控、光通信等方面都有重要的研究價值。尤其在光通信方面,因?yàn)镺AM可以提供一個新的信息調(diào)制維度,因此渦旋光場在提升通信容量和頻譜效率方面具有巨大的潛能。渦旋光場的高速調(diào)控與檢測,是渦旋光場應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)。比如,在光通信中,信息數(shù)據(jù)被編碼為不同的OAM態(tài),通過渦旋光場的高速調(diào)控和檢測,可以實(shí)現(xiàn)高速的OAM通信,提升通信容量。但對于現(xiàn)有的渦旋光場產(chǎn)生和檢測方法,由于其產(chǎn)生設(shè)備或方法的原因,渦旋光場的調(diào)控速率較低且檢測效率低下,限制了渦旋光場在相關(guān)應(yīng)用中的發(fā)展。針對渦旋光場調(diào)控和檢測速率低的問題,本文提出了新型的渦旋光場調(diào)控和檢測方法,可以實(shí)現(xiàn)高速率、高效率的渦旋光場調(diào)控和檢測,填補(bǔ)了當(dāng)前研究領(lǐng)域的空白,主要工作和成果如下:1.提出一種基于光束合成的渦旋光場生成及高速調(diào)控方法,根據(jù)光束合成原理,...

【文章頁數(shù)】：49 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
        1.2.1 渦旋光場調(diào)控方面
        1.2.2 渦旋光場檢測方面
    1.3 主要研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)
第2章 渦旋光場的基本性質(zhì)
    2.1 渦旋光場的光場分布
    2.2 渦旋光場的產(chǎn)生與檢測
        2.2.1 渦旋光場的產(chǎn)生方法及原理
        2.2.2 渦旋光場的檢測方法及原理
    2.3 渦旋光場的傳輸
        2.3.1 大氣湍流模型
        2.3.2 渦旋光場在大氣湍流中傳輸
    2.4 渦旋光場的分解
        2.4.1 光束的螺旋分解
        2.4.2 在特定傳輸環(huán)境下的渦旋光場螺旋譜分解
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于光束合成的渦旋光場高速調(diào)控
    3.1 基于光束合成的渦旋光場調(diào)控原理
        3.1.1 基于光束合成的渦旋光場生成原理
        3.1.2 基于光束合成的渦旋光場調(diào)控原理
    3.2 基于光束合成的渦旋光場調(diào)控性能研究
        3.2.1 光束合成參數(shù)對渦旋光場合成質(zhì)量影響
        3.2.2 渦旋光場的快速調(diào)控
    3.3 本章小結(jié)
第4章 基于直接檢測的渦旋光場高速檢測
    4.1 基于直接檢測的渦旋光場檢測原理
    4.2 基于直接檢測的渦旋光場檢測性能研究
        4.2.1 大氣湍流對檢測性能的影響
        4.2.2 對準(zhǔn)偏差對檢測性能的影響
    4.3 本章小結(jié)
第5章 高速OAM鍵控通信
    5.1 OAM通信簡介
    5.2 高速OAM鍵控通信系統(tǒng)
    5.3 合成相位噪聲對系統(tǒng)性能的影響
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3849794