【摘要】：近些年,攜帶有軌道角動(dòng)量(OAM)的渦旋光束引起了世界各國(guó)研究學(xué)者的極大興趣,它具有特殊的螺旋相位結(jié)構(gòu),含有相位因子為exp (iιθ),光強(qiáng)為環(huán)狀分布并且具有很小的中心暗斑,上述這些特點(diǎn)使得它在光學(xué)微操控、信息傳輸、生物醫(yī)學(xué)、量子編碼等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,尤其在光通信領(lǐng)域更是具有極其重要和巨大潛力的應(yīng)用前景,它可以單獨(dú)進(jìn)行編碼或者作為載波攜帶信息,可極大地提高通信系統(tǒng)的頻譜效率和信道容量,并且可以和現(xiàn)有技術(shù)FDM, WDM等進(jìn)行融合使用,本文基于一種數(shù)值模擬方法-澤尼克(Zernike)多項(xiàng)式法,建立模擬大氣信道湍流模型,研究渦旋光束在湍流大氣傳輸時(shí)的性能變化,并提出一種新的波前修復(fù)方案。本文主要工作和成果如下： (1)對(duì)具有OAM的渦旋光束的產(chǎn)生原理和相關(guān)強(qiáng)度相位特性進(jìn)行詳細(xì)的介紹和分析,并闡述渦旋光束用于光通信系統(tǒng)提高信道容量的基本機(jī)理。 (2)介紹兩種數(shù)值模擬方法-功率譜反演法和澤尼克多項(xiàng)式法,并通過(guò)仿真建立大氣湍流模擬相位屏,分析比較兩者不同點(diǎn)。 (3)基于澤尼克多項(xiàng)式法,建立模擬大氣湍流相位屏,研究渦旋光束在大氣中傳輸時(shí)強(qiáng)度和相位分布圖的變化趨勢(shì),分析大氣湍流導(dǎo)致拓?fù)潆姾蓴?shù)拓展的情況。研究渦旋光束在自由空間中傳輸時(shí)OAM純度隨著大氣湍流強(qiáng)度和傳輸距離的變化趨勢(shì)。 (4)提出一種基于像清晰化算法的自適應(yīng)光學(xué)渦旋光束波前修復(fù)方案,并通過(guò)仿真驗(yàn)證其合理性。 本論文在通過(guò)對(duì)上述四個(gè)方面的分析和研究,在深入理解OAM技術(shù)原理之后,建立模擬大氣湍流相位屏,研究和探索大氣湍流帶給渦旋光束OAM的特性變化,并提出渦旋光束波前修復(fù)方案,為進(jìn)一步研究OAM技術(shù)應(yīng)用于光通信領(lǐng)域提供了參考和思路。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.1

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 李志鴻;周樸;曹澗秋;韓凱;侯靜;許曉軍;劉澤金;;大氣湍流對(duì)超連續(xù)譜Strehl比影響的數(shù)值模擬[A];第九屆全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2010年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 華志勵(lì);大氣湍流背景下合成孔徑激光雷達(dá)成像算法研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2010年

2 曹瑛;關(guān)于抖動(dòng)對(duì)點(diǎn)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤的影響的研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（電子學(xué)研究所）;2007年

3 陳浩;大氣湍流中光波前的時(shí)空特性探測(cè)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2012年

4 何武光;光電對(duì)抗中的激光大氣傳輸仿真研究[D];電子科技大學(xué);2012年

5 許華醒;長(zhǎng)周期手征光柵及其在光纖傳感和光軌道角動(dòng)量調(diào)制中應(yīng)用的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

6 武云云;自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)在大氣光通信中的應(yīng)用研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2013年

7 張璐;大氣激光通信中隨機(jī)光信號(hào)的建模和檢測(cè)算法研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2013年

8 陳穎;自適應(yīng)光學(xué)仿真系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2013年

9 周智偉;光學(xué)多孔徑成像系統(tǒng)成像性能研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2013年

10 韓立強(qiáng);大氣湍流下空間光通信的性能及補(bǔ)償方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陸鳳華;自適應(yīng)光學(xué)校正仿真中可視化數(shù)據(jù)交互的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2011年

2 汪清泉;部分相干激光通信性能受大氣湍流影響的分析[D];西安電子科技大學(xué);2011年

3 弋寧;合成孔徑激光雷達(dá)成像仿真實(shí)驗(yàn)研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

4 王瑞霞;陣列光學(xué)渦旋的軌道角動(dòng)量分析[D];山東師范大學(xué);2011年

5 謝殿廣;自適應(yīng)光學(xué)圖像恢復(fù)的研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2011年

6 祁海軍;基于FPGA的高速、高精度激光光斑檢測(cè)技術(shù)研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2011年

7 陳衛(wèi);傅里葉望遠(yuǎn)術(shù)的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

8 房鳳堂;空間光通信仿真系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

9 閆傳忠;基于分形的大氣湍流隨機(jī)相位屏數(shù)值模擬[D];中國(guó)海洋大學(xué);2009年

10 王新寬;強(qiáng)激光大氣傳輸穩(wěn)態(tài)熱暈效應(yīng)的研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：2562542