一种基于复合涡旋光束的编码光通信方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于复合涡旋光束的编码光通信方法及系统，包括：通过调节拉盖尔高斯光束的轨道角动量和相位差，将不同轨道角动量的拉盖尔高斯光束在相位差模式下叠加，以将待传输数字信号编码为复合涡旋光束；通过模拟的大气湍流的功率谱得到随机相位屏的相位功率谱，以此构建大气湍流相位屏；通过大气湍流相位屏进行复合涡旋光束传输的模拟，并获取复合涡旋光束传输后的光斑，采用训练后的解码器对光斑进行解码得到待传输数字信号。使用不同轨道角动量的拉盖尔高斯光束叠加形成复合涡旋光束，通过调控涡旋光束间的相位差使叠加光强发生变化，实现使用有限的拓扑荷提高通信的信道容量，增强译码准确率，提高光通信系统的可靠性。靠性。靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于复合涡旋光束的编码光通信方法及系统


[0001]本专利技术涉及光通信
，特别是涉及一种基于复合涡旋光束的编码光通信方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]随着信息技术的发展，物联网、大数据、元宇宙等技术的出现，人们对数据的需求量急剧增加。急剧增长的频谱需求与有限的频谱资源的矛盾越来越突出，迫切的需要一种新的高速率、大容量、高稳定的通信系统来提高频谱效率，扩大信道容量。涡旋光束具有螺旋的波前相位，它的螺旋相位exp(ilθ)，(l为拓扑荷数或轨道角动量模式值，θ为方向角)，轨道角动量(orbital angular momentum，OAM)模式值理论上是无限的，且携带不同OAM的光束之间相互正交，将OAM光束应用到自由空间光通信中能够极大地提高通信系统的信道容量。然而，大拓扑荷的涡旋光束存在产生困难且不容易接收解调的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于复合涡旋光束的编码光通信方法及系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于复合涡旋光束的编码光通信方法，其特征在于，包括：通过调节拉盖尔高斯光束的轨道角动量和相位差，将不同轨道角动量的拉盖尔高斯光束在相位差模式下叠加，以将待传输数字信号编码为复合涡旋光束；通过模拟的大气湍流的功率谱得到随机相位屏的相位功率谱，以此构建大气湍流相位屏；通过大气湍流相位屏进行复合涡旋光束传输的模拟，并获取复合涡旋光束传输后的光斑，采用训练后的解码器对光斑进行解码得到待传输数字信号。2.如权利要求1所述的一种基于复合涡旋光束的编码光通信方法，其特征在于，叠加过程包括：采用轨道角动量相差为2的拉盖尔高斯光束进行共轴叠加得到复合涡旋光束，通过调节相位差改变复合涡旋光束的光强。3.如权利要求2所述的一种基于复合涡旋光束的编码光通信方法，其特征在于，采用轨道角动量为3和5的两束拉盖尔高斯光束进行共轴叠加。4.如权利要求1所述的一种基于复合涡旋光束的编码光通信方法，其特征在于，大气湍流相位屏的构建过程包括：根据功率谱反演法模拟大气湍流，通过大气湍流的功率谱得到随机相位屏的相位功率谱，根据随机相位屏的相位功率谱得到随机相位屏的相位谱方差，根据随机相位屏的相位谱方差构建大气湍流随机相位屏。5.如权利要求1所述的一种基于复合涡旋光束的编码光通信方法，其特征在于，在模拟光束传输时，设置的模拟参数包括光束束腰、波长、径向指数、轨道角动量、大气湍流的强度、大气湍流的内尺寸、大气湍流的外尺寸、相位屏分辨率和相位屏之间的间隔。6.如权利要求1所述的一种基于复合涡旋光束的编码光通信方法，其特征在于，采用预训练...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏冬梅，陈涛，刘芳宁，杜乾，刘娟，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：