《基於雷射軌道角動量的大容量空間雷射通信研究》是依託北京郵電大學，由吳國華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於雷射軌道角動量的大容量空間雷射通信研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳國華
- 依託單位：北京郵電大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
軌道角動量作為一種獨立於其他任何狀態量的物理維度，以及理論上無窮大的自由度，與其他復用技術聯合使用有望實現雷射通信系統傳輸速率數量級的提升，滿足日益增長的大容量寬頻信息傳輸需求，具有廣闊的套用前景。為此，本項目對具有軌道角動量的光束產生和檢測，大氣中的傳輸特性以及軌道角動量編碼進行深入研究。研究內容包括：(1)具有軌道角動量的高質量渦旋光束的產生方法以及高效檢測；（2）大氣湍流、散射和吸收對渦旋光束空間拓撲特性、相干性、偏振態和頻譜特性等的影響研究；（3）基於雷射軌道角動量的數據編碼和解碼；（4）建立基於雷射軌道角動量的雷射通信仿真計算平台與實驗平台。預期成果將在高質量渦旋光束的產生和檢測，以及基於軌道角動量的數據編解碼方面實現突破，從而對未來寬頻通信技術的可持續發展具有十分重要的意義。
結題摘要
軌道角動量作為一個新的物理維度，與其他物理量頻率，偏振等聯合復用，有望實現雷射通信系統傳輸數率數量級的提升，從而滿足日益增長的大容量寬頻信息技術傳輸需求。但是基於雷射軌道角動量的大容量空間雷射通信也面臨許多問題。因為基於軌道角動量的光通信其復用技術是根據光束扭轉的角度來決定的，當渦旋光束遠距離傳輸時，信道對改變渦旋光束的扭轉角度，同時渦旋光束髮散較快，從而提高了接收端解調難度，甚至無法解調。如何在長距離大氣信道環境下有效的接收渦旋光束也是基於雷射軌道角動量的大容量空間雷射通信需要克服的挑戰。 本項目針對基於雷射軌道角動量的大容量空間雷射通信面臨的關鍵問題，研究了渦旋光束在大氣湍流中的傳輸特性，建立了大氣傳輸模型，並提出了補償大氣湍流影響的算法。具體如下：（1）實現了基於空間光調製器渦旋光束產生，搭建了相應的實驗平台；（2）通過研究渦旋光束在大氣湍流中的傳輸特性，建立了渦旋光束的大氣傳輸模型；（3）提出了基於雷射軌道角動量通信系統的自適用光學補償算法和實驗方案；（4）提出了利用可工作在常溫下的原子濾光器抑制通信系統中的背景噪聲。本項目發表SCI期刊論文8篇，EI期刊論文2篇，會議論文3篇，申請專利3項(2項已經授權)，完成了主要研究內容。
