隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,人們?cè)诮?jīng)典理論方面的研究越來(lái)越透徹,將各種理論進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的范圍也越來(lái)越廣泛。但隨著進(jìn)一步深入的研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)典理論的研究與應(yīng)用進(jìn)行到一定程度后,也會(huì)遇到一些瓶頸問(wèn)題。為了打破這一桎梏,一些前沿工作者提出將量子理論與當(dāng)代的科學(xué)技術(shù)相結(jié)合,形成了量子信息技術(shù)這一新興學(xué)科。光量子具有傳播速度快、儲(chǔ)存容量大等優(yōu)點(diǎn),因此具有廣闊的應(yīng)用前景。量子關(guān)聯(lián)成像、量子通信、量子雷達(dá)、量子探測(cè)等均在其所在領(lǐng)域展示出了一定的優(yōu)越性。軌道角動(dòng)量（Orbital Angular Momentum,OAM）作為量子的一個(gè)重要參數(shù),一直是大家研究的熱點(diǎn)。目前軌道角動(dòng)量的產(chǎn)生方法已經(jīng)較為成熟,可以實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)并投入使用,但是關(guān)于OAM的檢測(cè)目前還沒(méi)有一種較為方便實(shí)用的方法,另外在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,光束需要在大氣空間進(jìn)行傳輸,那么OAM光束在自由大氣中傳輸時(shí)湍流效應(yīng)對(duì)其產(chǎn)生的影響,也是亟待解決的問(wèn)題。本文主要研究軌道角動(dòng)量的檢測(cè)及其在大氣中傳輸特性的相關(guān)問(wèn)題。基于干涉理論和孔徑衍射理論編程模擬研究了不同干涉條件以及不同孔徑形狀、孔徑尺寸下的軌道角動(dòng)量變化規(guī)律,根據(jù)其經(jīng)過(guò)干涉衍射片后形成的特異性干涉... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)目標(biāo)探測(cè)能量示意圖

?幟Ｊ劍?塵昂湍勘甑哪芰吭謖?個(gè)探測(cè)路徑內(nèi)非矢量疊加，弱目標(biāo)信號(hào)極易被背景噪音淹沒(méi)，使得探測(cè)系統(tǒng)適應(yīng)各種天氣的能力較差，抗干擾的能力較弱。后續(xù)發(fā)展起來(lái)的激光主動(dòng)探測(cè)采用主動(dòng)照射方式增強(qiáng)目標(biāo)信號(hào)以提高天候適應(yīng)性和探測(cè)距離，但對(duì)于探測(cè)路徑云霧干擾嚴(yán)重、目標(biāo)隱身以及目標(biāo)飛行速度快等場(chǎng)景下，其探測(cè)可行性和精度也大打折扣，甚至也無(wú)能為力。因此迫切需要發(fā)展針對(duì)高超聲速和隱身目標(biāo)的新型預(yù)警探測(cè)技術(shù)，補(bǔ)充增強(qiáng)現(xiàn)有的空天預(yù)警探測(cè)能力。量子目標(biāo)探測(cè)技術(shù)在這一背景下被提出。圖1-1傳統(tǒng)目標(biāo)探測(cè)能量示意圖圖1-2量子態(tài)檢測(cè)概念示意圖近些年來(lái)攜帶軌道角動(dòng)量的光子作為一種新興媒介，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)重要領(lǐng)域。由于量子態(tài)的光子可以攜帶一定的信息，一些專(zhuān)家學(xué)者提出將量子應(yīng)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-寫(xiě)入單個(gè)光子中，這樣就使得通信容量得到極大地的提升[6]。此外，使用具有軌道角動(dòng)量的渦旋光束進(jìn)行編碼，由于其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)模式，使信息傳輸過(guò)程的安全性有了極大的提高。因此，使用攜帶軌道角動(dòng)量的渦旋光束中進(jìn)行信息傳輸，其信息容量、傳輸速度以及安全性與傳統(tǒng)的信息傳輸方式相比都有極大的優(yōu)勢(shì)[7]。從以上內(nèi)容可以看出，量子信息的引入在目標(biāo)探測(cè)、識(shí)別成像、信息傳輸?shù)阮I(lǐng)域可以突破經(jīng)典系統(tǒng)存在的瓶頸，極大的提升系統(tǒng)的性能。光子軌道角動(dòng)量更是量子信息發(fā)揮作用的重要載體。但是無(wú)論是探測(cè)、成像還是通信領(lǐng)域都需要介質(zhì)在大氣中進(jìn)行傳輸，大氣中湍流介質(zhì)的不可預(yù)測(cè)擾動(dòng)會(huì)對(duì)軌道角動(dòng)量產(chǎn)生一定的影響，這種影響會(huì)造成探測(cè)的不準(zhǔn)確、以及傳輸信息的失誤。從以上領(lǐng)域遇到的實(shí)際問(wèn)題可以看出，研究OAM光束的傳輸特性就顯得尤為重要，本課題采用實(shí)驗(yàn)與模擬相結(jié)合的方法研究OAM的測(cè)量以及在大氣湍流條件下OAM光束的傳輸機(jī)理問(wèn)題，為量子探測(cè)與識(shí)別、關(guān)聯(lián)成像、量子通信提供一定的理論基矗1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1軌道角動(dòng)量研究現(xiàn)狀早在上個(gè)世紀(jì)就有專(zhuān)家開(kāi)始光子角動(dòng)量的相關(guān)研究工作。1909年，Poynting[8]率先提出角動(dòng)量的存在，并將光子的自旋角動(dòng)量（如圖1-3所示）與光的偏振態(tài)聯(lián)系到一起。使人們首次認(rèn)識(shí)到了光子還可以具有角動(dòng)量這一“量子態(tài)”特征。1936年，美國(guó)普林斯頓大學(xué)的RichardA.Beth等人[9]采用光學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法，使用四分之一波片首次證實(shí)了偏振光子可以攜帶自旋角動(dòng)量。至此，人們逐漸開(kāi)始了角動(dòng)量相關(guān)的研究工作。圖1-3自旋角動(dòng)量示意圖圖1-4軌道角動(dòng)量示意圖1992年，荷蘭萊頓大學(xué)的L.Allen[10]通過(guò)理論分析的方法對(duì)拉蓋爾-高斯光

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種改進(jìn)的次諧波大氣湍流相位屏模擬方法[J]. 劉濤,朱聰,孫春陽(yáng),張景芝,雷艷旭,張榮香.  光子學(xué)報(bào). 2019(02)
[2]海上大氣激光傳輸特性仿真研究[J]. 冷坤,武文遠(yuǎn),龔艷春,楊云濤,章曦.  激光與紅外. 2018(12)
[3]量子雷達(dá)研究新進(jìn)展[J]. 孫悅,馬菁汀,劉尊龍,唐倩,李高亮,馮飛.  戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2018(05)
[4]軌道角動(dòng)量分離系統(tǒng)中純相位型扇出光柵的設(shè)計(jì)[J]. 尹霄麗,廖煥宇,王擁軍,常歡,崔小舟,林嬌玲.  光子學(xué)報(bào). 2018(09)
[5]大氣湍流下的軌道角動(dòng)量編碼測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)[J]. 朱卓丹,趙尚弘,谷文苑,劉菁,孫祥祥.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2018(12)
[6]大氣湍流等效相位屏的仿真研究[J]. 徐瑞超,高明.  西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(02)
[7]大氣湍流對(duì)單光子軌道角動(dòng)量態(tài)影響的研究[J]. 衛(wèi)俊杰,周華偉,邱偉.  光學(xué)與光電技術(shù). 2018(02)
[8]各向異性大氣湍流中渦旋Lommel光束傳輸特性[J]. 楊瑞科,周靜.  西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(05)
[9]量子關(guān)聯(lián)成像技術(shù)發(fā)展[J]. 趙剡,李高亮,楊照華.  航空兵器. 2017(05)
[10]Efficient separating orbital angular momentum mode with radial varying phase[J]. CHENG LI,SHENGMEI ZHAO.  Photonics Research. 2017(04)

博士論文
[1]基于幾何位相的光學(xué)軌道角動(dòng)量產(chǎn)生與調(diào)控研究[D]. 靳金金.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所) 2018
[2]拉蓋爾高斯光束的產(chǎn)生及其軌道角動(dòng)量探測(cè)[D]. 魏敦釗.南京大學(xué) 2018
[3]大氣湍流對(duì)光子軌道角動(dòng)量及量子態(tài)偏振特性影響的研究[D]. 閆香.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[4]光學(xué)軌道角動(dòng)量測(cè)量技術(shù)研究[D]. 周海龍.華中科技大學(xué) 2017
[5]大口徑、寬視場(chǎng)光學(xué)遙感器像元級(jí)輻射定標(biāo)與校正方法研究[D]. 張釗.中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2017

碩士論文
[1]完美渦旋光束的傳輸與深聚焦特性研究[D]. 蔡瑾瑤.電子科技大學(xué) 2019
[2]湍流環(huán)境中渦旋光束的傳輸與軌道角動(dòng)量的識(shí)別[D]. 孫日東.西安電子科技大學(xué) 2019
[3]渦旋光束的自適應(yīng)光學(xué)校正技術(shù)研究[D]. 王夏堯.西安理工大學(xué) 2018
[4]不同光闌的渦旋光衍射特性研究[D]. 李潤(rùn)泉.北京交通大學(xué) 2018
[5]渦旋光束在大氣湍流中傳播的仿真實(shí)驗(yàn)研究[D]. 朱競(jìng)祎.南京理工大學(xué) 2018
[6]RAiGV光束在各向異性非Kolmogorov大氣湍流中的傳輸特性[D]. 狄顥萍.南京理工大學(xué) 2018
[7]光學(xué)渦旋在大氣中的動(dòng)力學(xué)傳輸特性的研究[D]. 張絮.南京理工大學(xué) 2018
[8]渦旋光束軌道角動(dòng)量的分離與檢測(cè)[D]. 薛璞.西安理工大學(xué) 2017
[9]量子關(guān)聯(lián)在量子雷達(dá)研究中的應(yīng)用[D]. 邢惠惠.大連理工大學(xué) 2017
[10]大氣湍流中渦旋光束軌道角動(dòng)量譜的擴(kuò)散及修正的研究[D]. 張?zhí)?電子科技大學(xué) 2017



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