[發明專利]一種渦旋光束信息交換方法

在審

• 申請號: 202010010731.X
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111181639A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 柯熙政;陳生濤;吳加麗
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H04B10/11
• 分類號: H04B10/11
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 張皎

本發明公開了渦旋光束信息交換的方法，激光器發射光束射入分束鏡a；分束鏡a透射的光束射入空間光調制器c；空間光調制器c反射的光束沿上述光路返回，射入分束鏡a；分束鏡a反射的光束射入分束鏡b；分束鏡b將光束分為兩束，分別射入空間光調制器a、空間光調制器b；空間光調制器a、空間光調制器b反射的光束沿上述光路返回合束，射入分束鏡a；分束鏡a反射及折射的三束光束射入空間光調制器d；空間光調制器d反射的光束射入空間光調制器e；空間光調制器e反射的光束射入空間光調制器f。本發明渦旋光束信息交換的方法，信息交換靈活高效。

技術領域

本發明屬于無線激光通信技術領域，具體具體涉及一種渦旋光束信息交換的方法。

背景技術

渦旋光束是一種包含獨特螺旋相位因子exp(ilφ)和新穎拓撲特性的特殊光場，具有全新的自由度——軌道角動量(OAM)。OAM本征值為且理論上拓撲荷l可取任意整數，這為光學渦旋在光通信中的各種應用提供基礎。

由于渦旋光束包含任意取值的拓撲荷數，所以利用此特性進行承載數據信息的OAM信息交換，可以增加通信鏈路中數據處理和管理的靈活性，進而可以為多用戶應用提供動態和高效的通信網絡。

隨著渦旋光束獨有的特性為光通信系統的性能改善提供巨大的潛力，如何進行靈活的OAM信息交換逐漸成為該領域關注的熱點。

發明內容

本發明的目的是提供一種渦旋光束信息交換的方法，信息交換靈活高效。

本發明所采用的技術方案是，一種渦旋光束信息交換的方法，激光器發射光束射入分束鏡a；分束鏡a透射的光束射入空間光調制器c；空間光調制器c反射的光束沿上述光路返回，射入分束鏡a；

分束鏡a反射的光束射入分束鏡b；分束鏡b將光束分為兩束，分別射入空間光調制器a、空間光調制器b；空間光調制器a、空間光調制器b反射的光束沿上述光路返回合束，射入分束鏡a；

分束鏡a反射及折射的三束光束射入空間光調制器d；空間光調制器d反射的光束射入空間光調制器e；空間光調制器e設置有雙區域光柵；空間光調制器e反射的光束射入空間光調制器f。

本發明的特點還在于：

激光器發射的光束為高斯光。

空間光調制器a加載的拓撲荷數為L1；

空間光調制器b加載的拓撲荷數為L2；

空間光調制器c加載的拓撲荷數為L3；

空間光調制器d加載的拓撲荷數為-L1、-L2或-L3；

空間光調制器f加載的拓撲荷數具體為：若空間光調制器d加載的拓撲荷數為-L1，則空間光調制器f加載的拓撲荷數為L2+L3-2 L1；若空間光調制器d加載的拓撲荷數為-L2，則空間光調制器f加載的拓撲荷數為L1+L3-2 L2；若空間光調制器d加載的拓撲荷數為-L3，則空間光調制器f加載的拓撲荷數為L1+L2-2 L3。

雙區域光柵根據公式進行matlab編程，設計光柵的內區域、外區域。

光柵的內區域、外區域可以表示為：

式中，r表示距SLM中心點的距離；x表示沿垂直軸的像素位置的整數；Δ表示SLM的像素大??；d表示光柵周期；mod表示模數函數；內圈(r﹤r1)和外部區域(r≥r2)分別作用于高斯光、渦旋光，兩個區域具有不同的衍射角。

本發明的有益效果是：