[發明專利]寬帶光學軌道角動量復用及解復用方法、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 202110057196.8
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112910598B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 陳書青;吳海生;謝智強;賀炎亮;劉俊敏;蘇明樣;楊博;李瑛
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H04J14/06
• 分類號: H04J14/06;H04B10/11
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 徐凱凱;王永文

1.一種寬帶光學軌道角動量復用及解復用方法，其特征在于，包括：

多個獨立偏振、獨立波長光源發出信號光；

所述信號光從不同角度入射到超表面光柵上，生成不同拓撲荷數的OAM光束；

所述OAM光束在0級衍射方向合成一束同軸光束射出，實現OAM復用；

所述同軸光束入射到所述超表面光柵上，OAM光束在不同衍射級次上被還原成高斯光；

所述高斯光經過小孔濾波后獲得所述信號光，實現OAM解復用。

2.根據權利1所述的寬帶光學軌道角動量復用及解復用方法，其特征在于，所述多個獨立偏振、獨立波長光源為需要復用和解復用的多個軌道角動量OAM信道，并且包含多個工作波長和任意偏振態。

3.根據權利1所述的寬帶光學軌道角動量復用及解復用方法，其特征在于，所述超表面光柵由多個單元結構陣列于同一平面上構成，所述單元結構陣列為兩層結構或多層結構。

4.根據權利要求3所述的寬帶光學軌道角動量復用及解復用方法，其特征在于，

所述單元結構陣列為兩層結構的，由基底和設置于基底上的納米磚組成。

5.根據權利要求3所述的寬帶光學軌道角動量復用及解復用方法，其特征在于，

所述單元結構陣列為多層結構的，由基底、介質層和納米磚從下至上疊加形成。

6.根據權利3所述的寬帶光學軌道角動量復用及解復用方法，其特征在于，所述單元結構陣列通過改變單元結構的方向角，對入射光束作0到2π的相位調制，且在多個工作波段具有高反射率或透射率。

7.根據權利1至6任一項所述的寬帶光學軌道角動量復用及解復用方法，其特征在于，所述超表面光柵具體為基于P-B相位超表面的二元位相型渦旋達曼光柵，其光學傳遞函數可以表示為：

其中，是光束經過光柵的相位延遲，T是光柵的周期，n是將要復用的信道數，m是從到的衍射級，是相對于總功率歸一化的n階冪，Δl是拓撲荷數的間隔，θ是方位角；

任意偏振態光束都由左旋圓偏振光和右旋圓偏振光線性組合而成，偏振態入射的光束包括左旋圓偏振光和右旋圓偏振光，當所述超表面光柵的左旋圓偏振光相位響應為：

根據P-B相位左旋圓偏振光和右旋圓偏振光相位響應相互共軛的特性和達曼光柵的二值化相位特性，所述超表面光柵的右旋圓偏振光相位響應為：

8.一種寬帶光學軌道角動量復用及解復用裝置，其特征在于，包括：

信號光發生模塊、OAM光束生成模塊、OAM光束合成同軸光束模塊、OAM光束還原高斯光模塊和信號光獲取模塊；

所述信號光發生模塊，用于生成多個獨立偏振、獨立波長光源發出的信號光；

所述OAM光束生成模塊，用于將所述信號光，從不同角度入射到超表面光柵上，生成不同拓撲荷數的OAM光束；

所述OAM光束合成同軸光束模塊，用于將不同拓撲荷數的所述OAM光束在0級衍射方向合成一束同軸光束，并射出；

所述OAM光束還原高斯光模塊，用于將所述同軸光束入射到與復用過程所用裝置參數一致的所述超表面光柵上，不同拓撲荷數的所述OAM光束在不同衍射級次上被還原成高斯光；

所述信號光獲取模塊，用于將所述高斯光經過小孔濾波后獲得所述信號光。

9.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，其上存儲有寬帶光學軌道角動量復用及解復用程序，所述寬帶光學軌道角動量復用及解復用程序被處理器執行時，實現如權利要求1-7任一項所述的寬帶光學軌道角動量復用及解復用方法的步驟。