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柱矢量涡旋光束在自由空间中传输时角动量的全矢量特性
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作者 高雨洁 李晋红 +2 位作者 王静 刘晋宏 尹晓金 《物理学报》 北大核心 2025年第5期283-291,共9页
利用自旋-动量关系表征了柱矢量涡旋光束在自由空间中传输时的动量(P)、自旋角动量(SAM)、横向自旋角动量(t-SAM)、纵向自旋角动量(l-SAM)、轨道角动量以及矢量光场分布.研究结果表明:P存在与光轴平行和垂直的分量,t-SAM,l-SAM和光场在... 利用自旋-动量关系表征了柱矢量涡旋光束在自由空间中传输时的动量(P)、自旋角动量(SAM)、横向自旋角动量(t-SAM)、纵向自旋角动量(l-SAM)、轨道角动量以及矢量光场分布.研究结果表明:P存在与光轴平行和垂直的分量,t-SAM,l-SAM和光场在拓扑荷m不为零时均存在与光轴平行和垂直的分量,而SAM只存在与光轴垂直的分量,不存在与光轴平行的分量.使用自旋-动量关系,对在自由空间中传输的柱矢量涡旋光束的光学参量进行全矢量的表征,可以为分析结构光束在不同介质中传输时的角动量特性提供一定的理论基础. 展开更多
关键词 柱矢量涡旋光束 动量 自旋角动量 轨道角动量
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基于改进Xception实现涡旋光束轨道角动量识别
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作者 陈永豪 刘晓云 +4 位作者 蒋金洋 高思宇 刘颖 柴腾飞 姜月秋 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期73-83,共11页
当光束在海洋中传输时,湍流的存在会严重影响光束的质量,导致接收端光场产生扭曲和退化现象。为解决该问题,提出一种基于改进深度可分离网络(IXception)的方法,用于实现通过海洋湍流传输的涡旋光束轨道角动量模态识别。采用分步相位屏... 当光束在海洋中传输时,湍流的存在会严重影响光束的质量,导致接收端光场产生扭曲和退化现象。为解决该问题,提出一种基于改进深度可分离网络(IXception)的方法,用于实现通过海洋湍流传输的涡旋光束轨道角动量模态识别。采用分步相位屏的思想,基于功率谱反演法仿真涡旋光束在海洋中的传输过程,并建立入射光场发生的退化、扭曲的散斑场数据集,用数据集来训练IXception识别散斑场中涡旋光束的轨道角动量。IXception延用Xception架构思想,结合了残差结构和倒置残差结构,能够提取高度空间深度特征,减少网络结构参数的冗余,增强泛化能力。研究结果表明,IXception在20 m和80 m湍流中对扭曲光场轨道角动量的识别率达到了99.20%与97.9%。随着传输距离的增加,IXception的识别率会略有降低,但与Xception模型相比,IXception识别性能更好。 展开更多
关键词 涡旋光束 轨道角动量 海洋湍流 深度可分离网络 倒置残差结构
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涡旋光束的轨道角动量的测量 被引量:3
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作者 刘辉 陈子阳 蒲继雄 《华侨大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2010年第2期157-161,共5页
理论分析拓扑电荷数大小相等、符号相反的两束拉盖尔高斯型涡旋光束的干涉,并从实验上研究拉盖尔高斯型涡旋光束的拓扑电荷数的改变及干涉特性.结果表明,采用加道威棱镜的马赫曾德尔干涉方法,可以容易地分辨涡旋光束的拓扑电荷数,并降... 理论分析拓扑电荷数大小相等、符号相反的两束拉盖尔高斯型涡旋光束的干涉,并从实验上研究拉盖尔高斯型涡旋光束的拓扑电荷数的改变及干涉特性.结果表明,采用加道威棱镜的马赫曾德尔干涉方法,可以容易地分辨涡旋光束的拓扑电荷数,并降低检测的误差.研究还发现,干涉后的光斑图样有缓慢的旋转现象. 展开更多
关键词 拓扑电荷 道威棱镜 涡旋光束 轨道角动量
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基于螺旋谱判决的水下涡旋光束OAM-SK通信仿真研究
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作者 凡星源 李晓记 刘韩宇 《光通信技术》 北大核心 2025年第1期58-63,共6页
针对基于机器学习的涡旋光束轨道角动量键控(OAM-SK)通信方案因数据的制备、训练所导致的通信耗时长、离线处理等问题,提出基于螺旋谱判决的水下涡旋光束OAM-SK通信方案。该方案通过对接收端处的涡旋光束光场直接进行螺旋谱计算,即可实... 针对基于机器学习的涡旋光束轨道角动量键控(OAM-SK)通信方案因数据的制备、训练所导致的通信耗时长、离线处理等问题,提出基于螺旋谱判决的水下涡旋光束OAM-SK通信方案。该方案通过对接收端处的涡旋光束光场直接进行螺旋谱计算,即可实现对其模式的识别,从而完成信息的传输。仿真结果表明,虽然所提方案可靠性略低,但是其极大地提高了通信系统的有效性。 展开更多
关键词 涡旋光束 正交特性 涡旋光束轨道角动量键控 螺旋谱
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利用衍射光栅探测涡旋光束轨道角动量态的研究进展 被引量:8
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作者 付时尧 高春清 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期4-12,共9页
涡旋光束是一种携带有轨道角动量的光束,在光学扳手、光通信、旋转探测等领域具有重要的应用价值.由于轨道角动量态是涡旋光束的特征值,因此如何探测光束的轨道角动量态分布至关重要.国内外学者已经提出了多种探测涡旋光束的技术,如干... 涡旋光束是一种携带有轨道角动量的光束,在光学扳手、光通信、旋转探测等领域具有重要的应用价值.由于轨道角动量态是涡旋光束的特征值,因此如何探测光束的轨道角动量态分布至关重要.国内外学者已经提出了多种探测涡旋光束的技术,如干涉法、衍射光栅法、多普勒分析法、超材料表面法等.这些技术中,衍射光栅测量法较为简单易行,应用较广.本综述主要介绍了几种当前利用衍射光栅测量涡旋光束轨道角动量态的主流方法,同时也介绍了如何利用衍射光栅来测量光束的轨道角动量谱. 展开更多
关键词 涡旋光束 轨道角动量 衍射光栅
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涡旋光束轨道角动量在大气湍流传输下的特性分析 被引量:5
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作者 张利宏 沈锋 兰斌 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期50-61,共12页
从拉盖尔-高斯涡旋光束表达式出发,基于瑞利衍射理论,通过研究涡旋光束在大气湍流中传输时的旋转相干函数的变化规律,总结了涡旋光束在大气湍流中传输时各轨道角动量之间的串扰情况,使用了拓扑荷数探测概率描述串扰规律,并推导了拓扑荷... 从拉盖尔-高斯涡旋光束表达式出发,基于瑞利衍射理论,通过研究涡旋光束在大气湍流中传输时的旋转相干函数的变化规律,总结了涡旋光束在大气湍流中传输时各轨道角动量之间的串扰情况,使用了拓扑荷数探测概率描述串扰规律,并推导了拓扑荷数探测概率的解析表达式。研究了涡旋光束通过湍流后的拓扑荷数的分布情况,并将结果与涡旋光束通过大气随机相位屏的数值仿真结果进行了对比,给出了理论与仿真的拓扑荷数的探测概率随湍流强度以及初始涡旋光束拓扑荷数大小的关系图对比,验证了推导的拓扑荷数探测概率解析表达式的正确性。通过该表达式可进一步研究大气湍流与涡旋光束相互作用从而影响涡旋光束轨道角动量散射的本质,为涡旋光束的空间光通信中选择合适的拓扑荷数间隔,以及在不同湍流强度下选择合适束腰大小以减少串扰带来的误码率提供了理论依据。 展开更多
关键词 大气湍流 涡旋光束 拓扑荷数 轨道角动量
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风控热晕对双模涡旋光束大气传输的轨道角动量和相位奇异性的影响 被引量:1
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作者 徐梦敏 李晓庆 +1 位作者 唐荣 季小玲 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第16期112-120,共9页
本文研究了不同风向和风速下大气非线性热晕效应对双模涡旋光束轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)和相位奇异性的影响.由于不同模式叠加的双模涡旋光束具有不同的对称性,热晕效应对其的影响不仅与风速有关,还与风向密切相关.研... 本文研究了不同风向和风速下大气非线性热晕效应对双模涡旋光束轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)和相位奇异性的影响.由于不同模式叠加的双模涡旋光束具有不同的对称性,热晕效应对其的影响不仅与风速有关,还与风向密切相关.研究发现:在一定风向角度下,风速越小,热晕效应越强,OAM值越大,即热晕效应促进了双模涡旋光束的OAM增大.因此,在一定风向以及风速下双模涡旋光束可以获得大于自由空间的OAM,并且大于单模涡旋光束的OAM.模式越高的光束需要更小的风速才能使得OAM值大于自由空间中的OAM值.此外,构成双模涡旋光束的两束子光束的拓扑荷数相差越大,不同风向下其OAM值越稳定.另一方面,还研究了风控热晕效应对线刃型位错奇点演化的影响,研究表明:线刃型位错线和风向垂直时,位错线消失;线刃型位错线和风向平行时,位错线始终存在;线刃型位错线和风向为钝角或锐角时,位错线演化为光学涡旋对.上述研究结果对激光大气传输和光通信领域具有理论指导意义. 展开更多
关键词 双模涡旋光束 风控热晕效应 轨道角动量 线刃型位错奇点
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大气湍流信道中聚焦涡旋光束轨道角动量串扰特性 被引量:4
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作者 闫玠霖 韦宏艳 +2 位作者 蔡冬梅 贾鹏 乔铁柱 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第14期98-104,共7页
携带轨道角动量的涡旋光束作为传输信息的载体能有效提高信息传输效率,然而在传输过程中受大气湍流影响轨道角动量会发生串扰.基于螺旋谱分析理论,推导得到了聚焦拉盖尔高斯光束在各向异性大气湍流中传输时的螺旋谱解析表达式,并对比分... 携带轨道角动量的涡旋光束作为传输信息的载体能有效提高信息传输效率,然而在传输过程中受大气湍流影响轨道角动量会发生串扰.基于螺旋谱分析理论,推导得到了聚焦拉盖尔高斯光束在各向异性大气湍流中传输时的螺旋谱解析表达式,并对比分析不同湍流和光束参数对聚焦与非聚焦拉盖尔高斯光束接收功率的影响,最后利用多相位屏法进行模拟验证.结果表明:随着传输距离、湍流强度、拓扑荷数的增大以及湍流内尺度、光束波长的减小,接收功率减小,轨道角动量串扰增大;接收孔径到达一定值时对轨道角动量串扰的影响非常小;聚焦光束比非聚焦光束的轨道角动量串扰要小.这些结果将对提高自由空间光通信的质量有一定意义. 展开更多
关键词 大气湍流 聚焦涡旋光束 轨道角动量串扰 多相位屏法
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基于机器学习检测相位畸变后的涡旋光束轨道角动量 被引量:4
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作者 史晨寅 韦宏艳 +1 位作者 贾鹏 岳新宇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期319-326,共8页
针对涡旋光受大气湍流而产生的相位畸变问题,设计了卷积神经网络检测涡旋光束轨道角动量态。将相位畸变的拉盖尔高斯涡旋光光强图像作为样本数据输入,网络利用输入的数据集进行自主学习,经过多次迭代能够精确检测出光束高阶轨道角动量... 针对涡旋光受大气湍流而产生的相位畸变问题,设计了卷积神经网络检测涡旋光束轨道角动量态。将相位畸变的拉盖尔高斯涡旋光光强图像作为样本数据输入,网络利用输入的数据集进行自主学习,经过多次迭代能够精确检测出光束高阶轨道角动量信息。仿真结果表明:在大气湍流强度不确定的情况下,模型对轨道角动量态范围为1~40、1~100、1~160的涡旋光束检测准确率分别为94%、90%、86%;在不同传输距离、不同径向指数、不同基模束腰半径以及不同波长下轨道角动量态范围为1~100的涡旋光束的检测准确率均达到78%以上,且具有很好的鲁棒性。该方法检测精度高、范围广、移植性强,可为涡旋光束轨道角动量态的检测与识别提供一种新思路。 展开更多
关键词 涡旋光束 湍流扰动 卷积神经网络 轨道角动量态检测 相位畸变
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具有轨道角动量的涡旋光束在非均匀大气湍流中的传输特性
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作者 王晓艳 徐勇根 杨盛凯 《西华大学学报(自然科学版)》 CAS 2020年第2期39-45,共7页
基于拓展的惠更斯–菲涅尔原理、维格纳分布函数的二阶矩定义,研究涡旋光束(l=1)在非均匀大气湍流中的传输特性,推导出其M^2因子及光束扩展表达式,并进行数值模拟。结果表明,初始空间相干长度、束腰半径、光束波长、天顶角以及湍流内尺... 基于拓展的惠更斯–菲涅尔原理、维格纳分布函数的二阶矩定义,研究涡旋光束(l=1)在非均匀大气湍流中的传输特性,推导出其M^2因子及光束扩展表达式,并进行数值模拟。结果表明,初始空间相干长度、束腰半径、光束波长、天顶角以及湍流内尺度对光束传输有较大影响。在一定范围内,减小相干长度、天顶角、束腰半径,增大波长或湍流内尺度,均能有效提高光束传输质量。相较于电磁–高斯谢尔模型阵列光束、部分相干空心光束,具有轨道角动量的涡旋光束受大气湍流的影响更小,更有利于信息的有效传递。在自由空间光通信(FSO)中,采用电磁高斯涡旋光束,具有更高的稳定性。 展开更多
关键词 轨道角动量 涡旋光束 非均匀大气湍流 M2因子 光束扩展
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基于超构表面多通大容量完美矢量涡旋光束的产生及调控研究
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作者 张胜蓝 田喜敏 +3 位作者 许军伟 徐亚宁 李亮 刘杰龙 《物理学报》 北大核心 2025年第6期50-60,共11页
完美矢量涡旋光束除具有螺旋相位、环状强度分布及非均匀偏振分布外,其亮环半径及环宽度恒定,不受拓扑荷数变化的影响,且同时携带自旋角动量和轨道角动量,因此在很多光学领域具有重要应用.超构表面作为一种亚波长结构排列而成的平面光... 完美矢量涡旋光束除具有螺旋相位、环状强度分布及非均匀偏振分布外,其亮环半径及环宽度恒定,不受拓扑荷数变化的影响,且同时携带自旋角动量和轨道角动量,因此在很多光学领域具有重要应用.超构表面作为一种亚波长结构排列而成的平面光学器件,能够精准调控电磁波的相位、偏振和振幅,为集成化矢量光场调控器件的实现提供变革性解决方案.然而,现有超构表面在生成产生多通大容量、偏振和轨道角动量独立操控的完美矢量涡旋光束方面仍面临严峻挑战.为此,本文基于超构表面平台,利用纯几何相位调制的自旋多路复用方案,通过叠加两正交偏振完美涡旋光束,实现了多通大容量完美矢量涡旋光束.通过调控两正交偏振完美涡旋光束的初始相位差、振幅比及拓扑荷数,实现了具备任意偏振阶次和偏振分布特性的完美矢量涡旋光束;通过精心设计超构表面相位分布及光束传播路径,生成了多重完美矢量涡旋光束阵列.此外,基于完美矢量涡旋光束偏振阶次和偏振态两个并行维度,本文成功演示了一种兼具安全性高和强鲁棒性的光学信息加密方案.该工作旨在建立一个超紧凑、稳健的平台,以在中红外波段生成多通大容量完美矢量涡旋光束,推动其在光学加密、粒子操控和量子光学等领域的应用. 展开更多
关键词 超构表面 完美矢量涡旋光束 完美涡旋光束 自旋角动量 轨道角动量
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轨道角动量光束非线性转换研究进展 被引量:1
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作者 周志远 史保森 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期32-49,共18页
轨道角动量(OAM)是光的一个重要的自由度。由于携带OAM的光束具有特殊的强度相位分布以及力学效应,使得此类光束在高速光通信、测量、成像、光镊和量子信息中具有广泛的应用。关于OAM光束在准相位匹配晶体(QPM)中的频率变换研究,一方面... 轨道角动量(OAM)是光的一个重要的自由度。由于携带OAM的光束具有特殊的强度相位分布以及力学效应,使得此类光束在高速光通信、测量、成像、光镊和量子信息中具有广泛的应用。关于OAM光束在准相位匹配晶体(QPM)中的频率变换研究,一方面可以研究OAM光束参与非线性相互作用时与高斯光束不同的物理机制;另一方面,非线性过程提供了多种有效的光场调控手段,可以实现携带OAM光场不同自由度的精细调控,为满足不同的光学应用奠定基础。综述了近十年来OAM光束在QPM晶体中的非线性转换研究主要进展,具体包括:非线性过程中OAM光束的守恒、传输、演化和干涉行为研究,高效率的OAM激光和单光子态频率转换研究,OAM频率转换效率模式非依赖性研究,矢量光束的频率转换研究,以及无后向选择的高维OAM纠缠态的制备研究。最后讨论和展望了OAM在QPM晶体中频率转换方面的未来研究趋势。 展开更多
关键词 量子光学 轨道角动量 准相位匹配 非线性频率转换 矢量涡旋光束
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拉盖尔-高斯涡旋光束在Kerr介质中放大特性的数值研究
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作者 汤燕华 马再如 《激光杂志》 北大核心 2025年第1期50-60,共11页
拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian,LG)涡旋光束是当前研究热点之一,随着研究的深入,其在介质中的传输特性也得到了关注。基于非线性波动方程,采用分步傅里叶算法计算LG涡旋光束在Kerr介质中的放大特性。研究了LG涡旋光束的拓扑荷数、束腰... 拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian,LG)涡旋光束是当前研究热点之一,随着研究的深入,其在介质中的传输特性也得到了关注。基于非线性波动方程,采用分步傅里叶算法计算LG涡旋光束在Kerr介质中的放大特性。研究了LG涡旋光束的拓扑荷数、束腰宽度和入射光束峰值光强等参数对其强度、频谱、轨道角动量(OAM)谱和相位分布的影响。数值研究结果表明:LG涡旋光束经Kerr介质放大后,光束由圆形分布逐渐向类椭圆形分布演化,且其中心凹陷部分半径逐渐减小;光强增强,且增强区的光强起伏;在不同的方位角上,峰值光强会向内(如θ=π/4)或向外(如θ=π/2)漂移;频谱强度增强,且宽度展宽;另外,将激化产生新的OAM成分的光束。减小拓扑荷数、入射峰值光强和增大束腰宽度可以降低克尔效应对光束放大的影响,同时可以有效减小B积分的大小。 展开更多
关键词 非线性光学 波动方程 分步傅里叶算法 拉盖尔-高斯涡旋光束 轨道角动量 B积分
原文传递
光束轨道角动量谱的测量技术研究进展(特邀) 被引量:4
14
作者 付时尧 黄磊 +1 位作者 吕燕来 高春清 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期1-15,共15页
自Allen等证明具有螺旋相位波面的激光束携带有轨道角动量以来,对光束轨道角动量调控技术的研究取得了跨越式的发展,获得了包括相位涡旋光束、矢量涡旋光束、激光束阵列等多种新型结构光场,在超大容量光通信、遥感探测、激光加工、高分... 自Allen等证明具有螺旋相位波面的激光束携带有轨道角动量以来,对光束轨道角动量调控技术的研究取得了跨越式的发展,获得了包括相位涡旋光束、矢量涡旋光束、激光束阵列等多种新型结构光场,在超大容量光通信、遥感探测、激光加工、高分辨率成像等领域展现出广阔的应用前景。准确测量光束的轨道角动量是其应用的重要基础,早期人们更多地关注对待测光束所包含的轨道角动量成分分布的测量,后来逐步拓展至对各个轨道角动量成分的强度比重即轨道角动量谱的测量。文中系统地回顾并总结近年来光束轨道角动量谱测量技术的发展,主要介绍了包括基于衍射、模式分束等方法的新型光束轨道角动量谱测量技术。 展开更多
关键词 激光光场调控 轨道角动量 涡旋光束 结构光束
原文传递
原子介质中分数轨道角动量的传播
15
作者 曲潇菡 《物理化学进展》 2024年第2期263-272,共10页
本文从理论上研究了三能级系统中原子介质对携带分数轨道角动量(FOAM)涡旋光束的响应。通过模拟和分析,证明了分数拓扑荷数的小数部分的大小影响介质极化率空间分布,但是仍然保持与整数拓扑荷数相同的一些特性。但当叠加模态增大时,极... 本文从理论上研究了三能级系统中原子介质对携带分数轨道角动量(FOAM)涡旋光束的响应。通过模拟和分析,证明了分数拓扑荷数的小数部分的大小影响介质极化率空间分布,但是仍然保持与整数拓扑荷数相同的一些特性。但当叠加模态增大时,极化率空间分布周期性破坏,极化率空间分布不再对称,且所占比例发生变化。此外,本文还研究了外磁场对介质极化率的影响,这些发现为分数涡旋光束在原子系统中的传播和操纵提供了理论支持。为原子系统中涉及分数轨道角动量的应用和增强信息传输能力提供潜在的意义。 展开更多
关键词 分数轨道角动量 涡旋光束 原子系统 塞曼分裂
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部分相干径向偏振涡旋光焦场轨道角动量特性 被引量:1
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作者 贺蕊 吕宏 +1 位作者 闫丽凝 庞令阳 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期678-685,共8页
将部分相干径向偏振涡旋光束的轨道角动量应用于焦场目标探测,根据部分相干及Richards-Wolf矢量衍射积分理论,推导了光束焦场目标平面处的光场分布,讨论了焦平面处的轨道角动量密度分布特性,分析了入射光束的相干长度和聚焦透镜的数值... 将部分相干径向偏振涡旋光束的轨道角动量应用于焦场目标探测,根据部分相干及Richards-Wolf矢量衍射积分理论,推导了光束焦场目标平面处的光场分布,讨论了焦平面处的轨道角动量密度分布特性,分析了入射光束的相干长度和聚焦透镜的数值孔径对纵向分量轨道角动量密度分布和轨道角动量的影响。结果表明,随着相干长度的增大,轨道角动量和轨道角动量密度迅速变大,当增大至0.5 cm后,轨道角动量和轨道角动量密度的变化趋于平缓,此后,相干长度的变化不再影响轨道角动量和轨道角动量密度分布。随着数值孔径的增大,轨道角动量和轨道角动量密度始终表现出增长的变化趋势,并且,变化程度在数值孔径大于0.7后越来越大。 展开更多
关键词 径向偏振涡旋光束 部分相干 轨道角动量 焦场平面
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高阶衍射级光束的轨道角动量
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作者 樊海豪 朱刘昊 +1 位作者 台玉萍 李新忠 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期127-135,共9页
为研究高阶衍射级光束的轨道角动量,基于计算全息法在空间光调制器的傅里叶平面产生了不同衍射级的完美涡旋光束,并利用球面波干涉法对其拓扑荷值进行了测量。理论和实验结果表明不同衍射级p上的整数阶和分数阶完美涡旋光束的拓扑荷值l... 为研究高阶衍射级光束的轨道角动量,基于计算全息法在空间光调制器的傅里叶平面产生了不同衍射级的完美涡旋光束,并利用球面波干涉法对其拓扑荷值进行了测量。理论和实验结果表明不同衍射级p上的整数阶和分数阶完美涡旋光束的拓扑荷值l都满足l=mp的关系,其中m是相位掩模板的拓扑荷值。并进一步对不同衍射级的光学涡旋阵列进行了实验研究,结果表明光学涡旋阵列中光学涡旋的拓扑荷值满足l=p的关系,高阶衍射级上的衍射光束比+1级衍射光束具有更大的轨道角动量。该研究为光学涡旋及光学涡旋阵列进一步的研究及应用提供了理论和实验参考。 展开更多
关键词 傅里叶光学 轨道角动量 计算全息 完美涡旋光束 光学涡旋阵列
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汉克-贝塞尔光束在各向异性海洋湍流中轨道角动量传输特性分析 被引量:4
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作者 贺锋涛 房伟 +3 位作者 张建磊 杨祎 杜迎 张斌 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期76-82,共7页
基于Rytov近似理论,分析了各向异性海洋湍流中汉克-贝塞尔(HB)光束的交叉谱密度,研究了轨道角动量(OAM)模式探测概率、串扰概率及HB光束的螺旋相位谱,建立了各向异性海洋湍流中OAM模式探测概率模型。结果表明,HB光束在各向异性海洋湍流... 基于Rytov近似理论,分析了各向异性海洋湍流中汉克-贝塞尔(HB)光束的交叉谱密度,研究了轨道角动量(OAM)模式探测概率、串扰概率及HB光束的螺旋相位谱,建立了各向异性海洋湍流中OAM模式探测概率模型。结果表明,HB光束在各向异性海洋湍流环境中发射OAM模式的探测概率高于在各向同性海洋湍流环境中的探测概率。并且随着各向异性因子的增大,海洋湍流对发射OAM模式探测概率的影响减小,串扰模式的探测概率也随之下降。 展开更多
关键词 各向异性海洋湍流 汉克-贝塞尔光束 轨道角动量 螺旋相位谱 光学涡旋
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基于光学衍射神经网络的完美涡旋光轨道角动量识别 被引量:2
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作者 成科 胡晓楠 +4 位作者 贺瑜 孟维佳 栾海涛 顾敏 方心远 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期262-271,共10页
完美涡旋光束(POVB)是径向强度分布和半径均与光束轨道角动量(OAM)状态无关的一类涡旋光,已被应用于光学操控、光通信、激光材料处理等领域。其中, POVB轨道角动量状态的探测是关键且有挑战的技术。本研究通过并行梯度下降算法,构建了... 完美涡旋光束(POVB)是径向强度分布和半径均与光束轨道角动量(OAM)状态无关的一类涡旋光,已被应用于光学操控、光通信、激光材料处理等领域。其中, POVB轨道角动量状态的探测是关键且有挑战的技术。本研究通过并行梯度下降算法,构建了光学衍射神经网络(DNN),实验上实现了轨道角动量阶数在-50~+50范围内的POVB的识别。在此过程中,衍射转换效率可达58%。本研究为POVB的OAM探测提供了新的思路,在POVB的各类应用中均存在潜在应用价值。 展开更多
关键词 傅里叶光学 轨道角动量探测 光学衍射神经网络 完美涡旋光束
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基于深度学习技术从散斑场中识别多多涡旋结构的轨道角动量
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作者 王孝艳 王志远 +1 位作者 陈子阳 蒲继雄 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期955-961,共7页
涡旋光束的轨道角动量(OAM)可用于信息的编码,因此在自由空间光通讯等领域具有重要的应用价值。然而,实际的传输空间通常存在着各种随机介质,会造成传输涡旋光束的波面畸变,导致传统的方法无法准确测量涡旋光束的轨道角动量。针对此问题... 涡旋光束的轨道角动量(OAM)可用于信息的编码,因此在自由空间光通讯等领域具有重要的应用价值。然而,实际的传输空间通常存在着各种随机介质,会造成传输涡旋光束的波面畸变,导致传统的方法无法准确测量涡旋光束的轨道角动量。针对此问题,以毛玻璃作为随机介质,基于深度学习技术,从涡旋光束经过毛玻璃所产生的散斑场中准确识别出了涡旋光束的轨道角动量。进一步,为提升光信息的编码与传输能力,还测试了多涡旋结构光束的轨道角动量识别。测试结果表明,对于五个涡旋结构的光束,所设计的网络也能从单帧散斑图中准确识别其轨道角动量。 展开更多
关键词 量子光学 轨道角动量 深度学习 涡旋光束 散斑
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