[發明專利]一種渦旋光束強度復用通信系統

有效

• 申請號: 201210306191.5
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN102857318A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 趙紅東;孫梅;代秀紅;褚立志;張廣林;代紅麗
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: H04J14/00
• 分類號: H04J14/00;G02B27/10;G21K1/00
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 胡安朋

1.一種渦旋光束強度復用通信系統，其特征在于：是兩個拓撲電荷數l＝0，1的低階渦旋光束強度復用，包括第一信號源、第二信號源、第一功率放大器、第二功率放大器、拓撲電荷數l＝0低階渦旋光束發射器、拓撲電荷數l＝1低階渦旋光束發射器、耦合器、傳輸介質、5個渦旋光束探測器及其固定架、第一開關電路、第二開關電路、第一顯示電路和第二顯示電路；固定架所在的平面與混合渦旋光束傳播方向垂直，固定架上放置的5個渦旋光束探測器設置分布為：安置在中心位置即光束傳播的軸心照射位置是用于探測拓撲電荷數l＝0低階渦旋光束的第一渦旋光束探測器，另外用于調節探測拓撲電荷數l＝1低階渦旋光束的4個渦旋光束探測器為第二渦旋光束探測器、第三渦旋光束探測器、第四渦旋光束探測器和第五渦旋光束探測器，它們分別與第一渦旋光束探測器的中心連線呈現“+”字形狀，并與第一渦旋光束探測器等間距，安置在第一渦旋光束探測器左方位置的是第二渦旋光束探測器、安置在第一渦旋光束探測器下方位置的是第三渦旋光束探測器、安置在第一渦旋光束探測器右方位置的是第四渦旋光束探測器，安置在第一渦旋光束探測器上方位置的是第五渦旋光束探測器。

2.按照權利要求1所說一種渦旋光束強度復用通信系統，其特征在于：所述第二渦旋光束探測器、第三渦旋光束探測器、第四渦旋光束探測器和第五渦旋光束探測器的中心位置與第一渦旋光束探測器的中心位置之間的距離均為r₀=1.73×E_n0，E_n0表示拓撲電荷數l＝0低階渦旋光束的光斑大小。

3.按照權利要求1所說一種渦旋光束強度復用通信系統，其特征在于：所述用于探測拓撲電荷數l＝0低階渦旋光束的第一渦旋光束探測器的大小設定為半徑R₁＝0.600×E_n0，所述用于調節探測拓撲電荷數l＝1低階渦旋光束的4個渦旋光束探測器即第二渦旋光束探測器、第三渦旋光束探測器、第四渦旋光束探測器和第五渦旋光束探測器的大小相同和半徑變化范圍均為R₂＝0.48×E_n0～0.80×E_n0，E_n0表示拓撲電荷數l＝0低階渦旋光束的光斑大小。

4.按照權利要求1所說一種渦旋光束強度復用通信系統，其特征在于：所述第一功率放大器的增益系數A₁與第二功率放大器的增益系數A₂之間的關系為A₂＝1.43A₁。

5.按照權利要求1所說一種渦旋光束強度復用通信系統，其特征在于：所述傳輸介質為空氣介質。

6.按照權利要求1所說一種渦旋光束強度復用通信系統，其特征在于：所述的第一信號源、第一功率放大器和拓撲電荷數l＝0低階渦旋光束發射器構成發射的第一信道；第二信號源、第二功率放大器和拓撲電荷數l=1低階渦旋光束發射器構成發射的第二信道，第一信號源輸出的信號Ⅰ表示為a，第二信號源輸出的信號Ⅱ表示為b，a和b是低電平信號或高電平信號，其中，低電平信號用“0”表示，高電平信號用“1”表示，它們合成為復用信號表示為（b，a），該復用信號有（0，0）、（0，1）、（1，0）和（1，1）四種形式。

7.按照權利要求6所說一種渦旋光束強度復用通信系統，其特征在于：高電平信號下拓撲電荷數l＝0低階渦旋光束發射器和拓撲電荷數l＝1低階渦旋光束發射器輸出光的波長（頻率）相同。

8.按照權利要求6所說一種渦旋光束強度復用通信系統，其特征在于：其中第一渦旋光束探測器、第一開關電路和第一顯示電路用于探測和顯示第一信道中的信號Ⅰ；第二渦旋光束探測器、第三渦旋光束探測器、第四渦旋光束探測器、第五渦旋光束探測器、第二開關電路和第二顯示電路用于探測和顯示第二信道中的信號Ⅱ。