本文關(guān)鍵詞：用于光通信的渦旋光束產(chǎn)生和探測(cè)技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近二十年來(lái),隨著社會(huì)信息化程度的不斷加深,各類移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展,以及云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日漸興起,當(dāng)前高度信息化的社會(huì)對(duì)于通信容量的需求也與日俱增。為此,在光通信領(lǐng)域中,密集波分復(fù)用、正交頻分復(fù)用、模分復(fù)用等復(fù)用技術(shù)日漸興起,但是均受限于電磁通信容量資源有限。由于渦旋光束具有除光強(qiáng)、頻率、偏振外的一個(gè)新的自由度,即軌道角動(dòng)量,而且可能的光束軌道角動(dòng)量數(shù)理論上是無(wú)限的,將其用于光通信可以大幅提高光通信容量。 為此,用于光通信的渦旋光束的產(chǎn)生和探測(cè)技術(shù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。如何產(chǎn)生穩(wěn)定性好、保真度高、利于傳輸?shù)臏u旋光束以及如何有效分析大氣湍流對(duì)渦旋光束探測(cè)性能的影響成為當(dāng)前迫切需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。本論文通過(guò)深入研究渦旋光束單值及多值產(chǎn)生方法,針對(duì)其中光學(xué)旁瓣的抑制問(wèn)題提出改進(jìn)方案,對(duì)大氣湍流對(duì)渦旋光束探測(cè)性能的影響進(jìn)行了理論分析和數(shù)值仿真,主要工作和成果如下： (1)詳細(xì)分析了渦旋光束單值產(chǎn)生法中抑制光學(xué)旁瓣的問(wèn)題,提出基于螺旋相位板法生成渦旋光束方法的改進(jìn)方案,對(duì)此進(jìn)行了理論分析與數(shù)學(xué)建模,仿真結(jié)果表明該方法可以有效抑制光學(xué)旁瓣的生成； (2)基于渦旋光束單值產(chǎn)生方法,提出了一種基于循環(huán)光路的軌道角動(dòng)量可調(diào)諧的渦旋光束產(chǎn)生系統(tǒng)方案,利于簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)； (3)研究了大氣湍流強(qiáng)度、傳輸距離等因素對(duì)渦旋光束應(yīng)用于大氣空間光通信時(shí)探測(cè)性能的影響,為渦旋光束廣泛應(yīng)用于大氣空間光通信提供了一定的理論基礎(chǔ)； (4)分析了采用OOK調(diào)制格式的基于渦旋光的大氣空間光通信系統(tǒng)性能,研究比較了不同初始軌道角動(dòng)量發(fā)射態(tài)對(duì)通信系統(tǒng)誤碼率的影響。仿真分析結(jié)果表明,軌道角動(dòng)量?jī)?yōu)選態(tài)可以更好地抵抗大氣湍流效應(yīng)。
【關(guān)鍵詞】：渦旋光束 軌道角動(dòng)量 大氣湍流 探測(cè)概率
【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
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 渦旋光束概況10-14
• 1.2.1 渦旋光束研究發(fā)展歷程10-11
• 1.2.2 渦旋光束國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 渦旋光束在自由空間光通信中的應(yīng)用12-14
• 1.3 本論文研究的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)14-15
• 第二章 渦旋光束的產(chǎn)生方法研究15-35
• 2.1 渦旋光束基本原理15-19
• 2.1.1 渦旋光束基本原理15-18
• 2.1.2 渦旋光束基本類型18-19
• 2.2 渦旋光束單值產(chǎn)生方法19-22
• 2.2.1 非對(duì)稱光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生法19-20
• 2.2.2 計(jì)算全息法20-22
• 2.2.3 空間相位調(diào)制器法22
• 2.3 軸棱錐法抑制光學(xué)渦旋旁瓣22-31
• 2.3.1 軸棱錐結(jié)構(gòu)23
• 2.3.2 螺旋相位板23-25
• 2.3.3 理論模型25-28
• 2.3.4 渦旋光束光場(chǎng)分布28-30
• 2.3.5 最佳主旁瓣對(duì)比值30-31
• 2.4 渦旋光束多值產(chǎn)生方法31-33
• 2.5 本章小結(jié)33-35
• 第三章 渦旋光束大氣湍流信道傳輸理論35-45
• 3.1 大氣湍流概述35-36
• 3.2 大氣湍流理論模型36-38
• 3.3 大氣湍流參數(shù)38-44
• 3.3.1 大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)38-40
• 3.3.2 大氣折射率起伏功率譜密度40-43
• 3.3.3 相位空間結(jié)構(gòu)函數(shù)43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第四章 大氣湍流對(duì)渦旋光束光子軌道角動(dòng)量探測(cè)概率的影響45-59
• 4.1 拉蓋爾高斯渦旋光束45-46
• 4.2 拉蓋爾高斯渦旋光束經(jīng)大氣湍流后的理論分析46-49
• 4.3 大氣湍流對(duì)軌道角動(dòng)量探測(cè)概率的影響49-53
• 4.3.1 湍流強(qiáng)度對(duì)軌道角動(dòng)量探測(cè)概率的影響49-51
• 4.3.2 傳輸距離對(duì)軌道角動(dòng)量探測(cè)概率的影響51-53
• 4.4 軌道角動(dòng)量?jī)?yōu)選態(tài)對(duì)自由空間通信系統(tǒng)性能的影響53-58
• 4.4.1 探測(cè)軌道角動(dòng)量譜分布53-55
• 4.4.2 自由空間光通信系統(tǒng)誤碼率性能分析55-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 研究總結(jié)59
• 5.2 前景展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 致謝64-65
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)目錄65

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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  本文關(guān)鍵詞：用于光通信的渦旋光束產(chǎn)生和探測(cè)技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：369208