基于多环完美涡旋光束的高维数字信号编解码方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于多环完美涡旋光束的高维数字信号编解码方法与系统。本发明专利技术利用完美涡旋光束光环半径不随轨道角动量变化的特性，提出将轨道角动量模式和空间位置信息两个独立的维度同时作为编码特征，即轨道角动量编码与空分复用结合，进行高维数字编码，提升编码效率。在有限的空间下，使用较少的轨道角动量模式，可以编码更大的信息量。该方法编码通过全息实现，解码通过扇形微透镜实现，系统结构简单，计算方便。计算方便。计算方便。

【技术实现步骤摘要】
基于多环完美涡旋光束的高维数字信号编解码方法与系统


[0001]本专利技术属于光通信领域，具体涉及一种基于多环完美涡旋光束的高维数字信号编解码方法与系统。

技术介绍

[0002]涡旋光束是一种具有连续螺旋相位分布、光束中心为相位奇点、中心光强始终为零的光束，又称暗中空光束，光束传播过程中光强呈现为环状分布。这种光束的每个光子具有大小的轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)，其中l叫做拓扑荷数或模式数。而且涡旋光束各模式之间是相互正交的，可以组成完备的正交基，在突破通信容量上也有巨大的潜力；另外在光镊和光学加工也有很好的应用前景。
[0003]目前基于OAM的光通信，有两种应用方式，一种是使用涡旋光束作为载波，可以将模式复用技术引入到传统的光通信中，增加系统的信道容量。一种是将涡旋光束的轨道角动量作为一种新的物理维度来进行编码，由于拓扑荷数可以取到无穷，因此理论上，该方法具有承载无穷比特信息的编码能力，具有很大的应用潜能。但是传统的涡旋光束其光束半径与拓扑荷数成正比，这限制了高阶涡旋光束的应用，比如在通信领本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多环完美涡旋光束的高维数字信号编解码方法，其特征在于：使用多环完美涡旋光束，将每个环上的完美涡旋光束的OAM信息与空间位置信息同时进行编码，即将OAM模式编码与空分复用技术结合，来提升编码效率。2.一种基于多环完美涡旋光束的高维数字信号编解码系统，其特征在于：包括发射部分和接收部分；用于生成编码的多环完美涡旋光束并进行编码的发射部分包括激光器(1)、偏振片(2)、扩束准直器(3)、空间光调制器(4)、第一透镜(5)、小孔光阑(6)、第二透镜(7)；用于解码的接收部分包括第三透镜(9)、第四透镜(10)、扇形微透镜阵列(11)、CCD相机(12)，计算机(13)；所述的激光器(1)用于产生基模高斯光束；所述的偏振片(2)用于产生与空间光调制器(4)对应的线偏振激光；所述的扩束准直器(3)用于将激光扩束为生成多环完美涡旋光束所需的...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈锋，唐奥，熊光昀，兰斌，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：