發(fā)布時間：2021-12-11 23:37

　　隨著信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,以前的調(diào)制以及復(fù)用技術(shù)已無法滿足未來大容量、高速率的通信要求。為了進(jìn)一步滿足對通信信道容量和頻譜利用率的要求,人們提出利用具有軌道角動量（Orbital Angular Momentum,OAM）的渦旋光束進(jìn)行復(fù)用通信。由于OAM本質(zhì)是一空間分布函數(shù),所以基于OAM光束的復(fù)用通信不可避免的受到大氣湍流的影響。本文以軌道角動量復(fù)用光束及其在大氣湍流中的傳輸展開研究,主要工作如下:1、OAM光束復(fù)用特性研究。以兩路OAM光束為例,研究了不同拓?fù)浜蓴?shù)下OAM復(fù)用光束的光強(qiáng)和相位分布特性。并對仿真結(jié)果進(jìn)行了實驗驗證。2、研究了大氣湍流對OAM復(fù)用光束光強(qiáng)和相位的影響�；赩on Karman譜模型研究了不同傳輸條件對OAM復(fù)用光束光強(qiáng)和相位分布產(chǎn)生的影響,并對仿真結(jié)果進(jìn)行了實驗驗證。3、數(shù)值分析大氣湍流下OAM復(fù)用光束受到的串?dāng)_情況。選用螺旋譜定量分析OAM復(fù)用光束在不同傳輸條件下各路光束之間的彌散程度�？紤]到實際大氣信道下的混合噪聲,研究了不同湍流強(qiáng)度下系統(tǒng)誤碼率的變化情況。研究結(jié)果表明:同號OAM復(fù)用光束光強(qiáng)亮斑數(shù)量和相位等相位線個數(shù)由復(fù)用光束中拓?fù)浜蓴?shù)最大的一路光... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

攜帶信息的OAM波束與偏振復(fù)用/解復(fù)用一起進(jìn)行復(fù)用/解復(fù)用【17】Fig.1-1Multiplexing/demultiplexingofinformation-carryingOAMbeamstogetherwithpolarization

和不同模式數(shù)之間的的正交性，使得 OAM 復(fù)用技術(shù)在提高傳輸容大的潛力。本章主要對 OAM 光束的基本理論和光束類型以及 OA生的幾種方法進(jìn)行介紹。角動量光束的基本原理 光束與普通的光束相比，具有連續(xù)螺旋型波前。由于光束的中心光中空光束。其光場表達(dá)式可以表示為【56】：E x , y u r , z exp il exp -i z r ,z 為光場振幅表達(dá)式， exp il 為相位因子，l是拓?fù)浜蓴?shù)， 為波現(xiàn)，OAM 光束的特殊性質(zhì)都是由相位因子引起的，相位分布由 ex比，當(dāng) OAM 光束進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時，相位會發(fā)生2 l的變化。 光束的相位波前結(jié)構(gòu)圖如圖 2-1 所示【57】。圖 2-1(a)表示 l =0時的相 l =1時的相位波前，圖 2-1(c)表示 l =2時的相位波前，圖 2-1(d)表示圖 2-1 可以看出，OAM 光束的相位波前呈螺旋式分布，且等相位相等。

(a) l =1(b) l =2(c) l =3(d) l=4圖 2-2 1-4 階 OAM 光束的光強(qiáng)分布及相位分布【56】Fig.2-2 The intensity and phase distribution of 1-4 order OAM beam【56】角動量光束的基本類型，隨著人們對渦旋光束研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)了多種攜帶有軌道角的有拉蓋爾高斯(Laguerre-Gaussian，LG)光束【58】，貝塞爾(Bessel)光(Hermite-Gaussian，HG)光束【61】。LG 光束和 Bessel 光束的光場表達(dá)式制備相對于 LG 光束需要較大的光學(xué)孔徑，因此，一般選擇 LG 光束體。蓋爾-高斯光束激光器輸出的高斯光束經(jīng)過螺旋相位波前的相位調(diào)制即可以產(chǎn)生 同時具備高斯光束和 OAM 光束的特性。LG 光束的光場振幅表達(dá) 2 2,2 21 2 ! 1, exp2! ( ) ( ) ( ) ( )lll p pp r r rLG r z Ll p w z w z w z w z ，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]非Kolmogorov湍流相位屏仿真及對光束傳輸模擬的影響[J]. 陳鳴,高太長,劉磊,胡帥,曾慶偉,李剛,王晨旭.  強(qiáng)激光與粒子束. 2017(09)
[2]拉蓋爾-高斯波束在弱湍流海洋中軌道角動量傳輸特性變化[J]. 程明建,郭立新,張逸新.  電波科學(xué)學(xué)報. 2016(04)
[3]大氣湍流對激光通信系統(tǒng)性能的影響研究[J]. 陳牧,柯熙政.  紅外與激光工程. 2016(08)
[4]渦旋光束軌道角動量干涉及檢測的研究[J]. 柯熙政,胥俊宇.  中國激光. 2016(09)
[5]拉蓋爾-高斯光束拓?fù)浜蓮?fù)用測量的仿真[J]. 楊春勇,丁麗明,侯金,鐘志有,陳少平.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2016(09)
[6]軌道角動量態(tài)復(fù)用通信研究[J]. 趙生妹,蔣欣成,鞏龍延,程維文,鄭寶玉.  南京郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(06)
[7]大氣斜程傳輸中高階貝塞爾高斯光束軌道角動量的研究[J]. 柯熙政,郭新龍.  紅外與激光工程. 2015(12)
[8]基于波前校正的軌道角動量復(fù)用通信系統(tǒng)抗干擾研究[J]. 鄒麗,王樂,張士兵,趙生妹.  通信學(xué)報. 2015(10)
[9]多環(huán)渦旋光束的實驗研究[J]. 黃素娟,谷婷婷,繆莊,賀超,王廷云.  物理學(xué)報. 2014(24)
[10]大氣湍流對軌道角動量態(tài)復(fù)用系統(tǒng)通信性能的影響[J]. 鄒麗,趙生妹,王樂.  光子學(xué)報. 2014(09)

博士論文
[1]斜程湍流大氣中部分相干波束的傳輸特性[D]. 李亞清.西安電子科技大學(xué) 2014

碩士論文
[1]面向光通信的光學(xué)渦旋傳輸特性及復(fù)用技術(shù)研究[D]. 蘇明樣.深圳大學(xué) 2017
[2]大氣湍流模型對OAM復(fù)用通信系統(tǒng)的串?dāng)_及抑制方法研究[D]. 王桂蓮.南京郵電大學(xué) 2015
[3]模式復(fù)用系統(tǒng)的均衡技術(shù)研究[D]. 徐權(quán)輝.北京交通大學(xué) 2016
[4]基于渦旋光束的自由空間光通信系統(tǒng)傳輸性能研究[D]. 徐燦.北京郵電大學(xué) 2015
[5]OAM光束傳輸特性及自適應(yīng)光學(xué)波前畸變校正技術(shù)研究[D]. 戴坤健.北京理工大學(xué) 2015
[6]大氣湍流對軌道角動量新型通信復(fù)用體制干擾的應(yīng)對方法研究[D]. 王孛.南京郵電大學(xué) 2014
[7]渦旋光束的特性研究[D]. 陳志婷.燕山大學(xué) 2013
[8]陣列光學(xué)渦旋的軌道角動量分析[D]. 王瑞霞.山東師范大學(xué) 2011
[9]大氣湍流中的激光傳輸數(shù)值模擬及其影響分析[D]. 徐光勇.電子科技大學(xué) 2008
[10]光學(xué)渦旋場的產(chǎn)生方法、衍射特性及其應(yīng)用研究[D]. 韓玉晶.山東師范大學(xué) 2006



本文編號：3535604