[發明專利]基于多環完美渦旋光束的高維數字信號編解碼方法與系統

在審

• 申請號: 202210575427.9
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN115037377A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 沈鋒;唐奧;熊光昀;蘭斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: H04B10/516
• 分類號: H04B10/516;H04B10/50;H04B10/60
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 鄧治平

1.一種基于多環完美渦旋光束的高維數字信號編解碼方法，其特征在于：使用多環完美渦旋光束，將每個環上的完美渦旋光束的OAM信息與空間位置信息同時進行編碼，即將OAM模式編碼與空分復用技術結合，來提升編碼效率。

2.一種基于多環完美渦旋光束的高維數字信號編解碼系統，其特征在于：包括發射部分和接收部分；用于生成編碼的多環完美渦旋光束并進行編碼的發射部分包括激光器(1)、偏振片(2)、擴束準直器(3)、空間光調制器(4)、第一透鏡(5)、小孔光闌(6)、第二透鏡(7)；用于解碼的接收部分包括第三透鏡(9)、第四透鏡(10)、扇形微透鏡陣列(11)、CCD相機(12)，計算機(13)；

所述的激光器(1)用于產生基模高斯光束；

所述的偏振片(2)用于產生與空間光調制器(4)對應的線偏振激光；

所述的擴束準直器(3)用于將激光擴束為生成多環完美渦旋光束所需的尺寸；

所述的空間光調制器(4)位于擴束鏡(3)后方，其靶面加載編碼所需的全息圖，用于生成編碼的多環完美渦旋光束；

所述第一透鏡(5)、小孔光闌(6)和第二透鏡(7)組成望遠鏡系統，用于濾波其他高階衍射級次和高頻噪聲，獲得模式純度高的多環完美渦旋光束，來進行自由空間傳輸；

所述的第三透鏡(9)和第四透鏡(10)組成的望遠鏡系統，用于接收發射部分出射的多環完美渦旋光束；

所述的扇形微透鏡陣列(11)為圓對稱結構，用于將多環完美渦旋光束的OAM信息轉化為焦面上光斑的位置信息；

所述CCD相機(12)位于扇形微透鏡陣列(11)的焦面上，用于觀測焦面上的光場；

所述的計算機(13)用于生成信號編碼所需的全息圖并加載到空間光調制器(4)上，和提取CCD相機(12)采集的圖像，計算焦面上光斑的質心，得到不同環上完美渦旋光束的OAM信息，實現信號解調。