多高斯关联扭曲光束在GRIN光纤中的轨道角动量演化
DOI:
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作者:
作者单位:

(1.太原科技大学 应用科学学院,太原 030024; 2.中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室,合肥 230031)

作者简介:

王 静 (1989-),男,博士,副教授,硕士生导师,主要从事激光光场调控与大气光学传输领域的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(11904253)、中国科学院大气光学重点实验室开放课题基金(HTAD-JJ-19-02)、山西省中央引导地方科技发展资金项目(YDZX20201400001386)和太原科技大学科研启动基金(20202013)资助项目


Orbital angular momentum evolution of a multi-Gaussian correlated twisted beam in GRIN fiber
Author:
Affiliation:

(1.School of Applied Science, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan, Shanxi 030024, China;2.Key Laboratory of Atmospheric Optics, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences, Hefei, Anhui 230031, China)

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    摘要:

    轨道角动量(orbital angular momentum,OAM) 的引入丰富了光通信领域内的调制维度,为寻找更高效快捷的通信方式提供了新思路,相较于传统携带涡旋相位的涡旋光束,部分相干扭曲光束携带的OAM性质更为复杂。本文针对椭圆多高斯关联扭曲光束在梯度折射率(gradient-index,GRIN) 光纤中的OAM传输,基于GRIN光纤的ABCD光学传输矩阵,着重分析了多高斯关联扭曲光束在GRIN光纤传输的OAM的传输演化特性。研究结果表明,光束的光强、OAM通量密度以及归一化OAM通量密度在光纤传输过程中均呈现周期性变化,通过对关联结构以及扭曲因子的调控不仅可以改变光束OAM通量密度的分布,还可以调控单光子携带OAM的大小。本文的研究有助于丰富扭曲部分相干光束在GRIN光纤中传输的理论结果,在光纤通信中具有潜在的应用前景。

    Abstract:

    The introduction of orbital angular momentum (OAM) enriches the modulation dimension in the field of optical communication and provides a new idea for finding a more efficient and fast communication way.The nature of the OAM carried by partially coherent twisted beams is more complex than that carried by conventional vortex beams with vortex phases.In view of the OAM of elliptical multi-Gaussian correlated twisted beams transmitted in the gradient-index (GRIN) fiber,based on the ABCD optical transmission matrix of GRIN fiber,this paper investigates the spectral intensity and OMA variation characteristics of the light beam transmitted in it.The results show that the intensity,OAM flux density and normalized OAM flux density vary periodically during fiber transmission.The modulation of the correlation structure and the twisted factor can not only change the distribution of the beam OAM flux density,but also modulate the OAM carried by a single photon.The research in this paper helps to enrich the theoretical results of partial coherent twisted beam transmission in GRIN fibers,which has potential applications in fiber optic communication.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王静,张雅凯,钱仙妹,朱文越,李晋红.多高斯关联扭曲光束在GRIN光纤中的轨道角动量演化[J].光电子激光,2023,34(5):516~521

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  • 收稿日期:2022-04-20
  • 最后修改日期:2022-06-12
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  • 在线发布日期: 2023-05-30
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