分数阶涡旋光束的轨道角动量的测量

理论分析了拓扑电荷数为分数且大小相等、符号相反的两束涡旋光束的干涉,实验研究了分数阶涡旋光束的拓扑电荷数的改变对干涉的影响。研究结果表明,采用加道威棱镜的马赫曾德尔干涉方法可以容易地分辨拓扑电荷数为0.5的整数倍涡旋光束,而其它分数阶涡旋光束的分辨则比较困难。

分数阶无衍射光束的实验研究

实验研究了轴棱锥聚焦分数阶涡旋光束获得分数阶贝塞尔光束。研究结果表明:当分数阶涡旋光束通过轴棱锥聚焦后,获得的分数阶贝塞尔光束其横截面上的光强分布具有高阶无衍射贝塞尔光束的特点;在轴棱锥后的最大准直距离内,光斑的形状基本保持不变,即呈现出很好的无衍射传输特性;另外还研究了轴棱锥角度改变对分数阶贝塞尔光束的影响,实验结果表明,轴棱锥的角度越大时,横截面光强图中的中心空心越小。

基于改进的残差网络的分数涡旋光束模态识别

利用分数涡旋光束进行信息传输,可以大大提高通信系统的容量。但在接收端准确测定分数涡旋光束的模态,尤其在信道中存在湍流的情况下,存在一定的困难。本文提出了改进的残差网络(I-Res Net)以提高模态检测的正确率。实验结果表明,本文构建的网络能够准确地识别光束模态,且具有较好的泛化性。在传输距离为1500 m、弱湍流(C_(n)^(2)=10^(-16)m^(-2/3))、模态分辨率Δl≥0.05时,准确率可以达到100%;强湍流(C_(n)^(2)=10^(-14)m^(-2/3))、Δl=0.15时,准确率可以达到96.5%。随着湍流强度或传输距离的增加,正确识别率下降。这些结果对自由空间光通信系统设计具有一定的指导意义。

分数阶双涡旋光束的实验研究

具有分数阶拓扑荷数的涡旋光束的产生及其传输是近几年来人们感兴趣的研究课题.本文提出了一种新型的分数阶双涡旋光束,该光束是由两束带有不同分数阶拓扑荷数的涡旋光束共轴叠加产生,其光强分布为双环结构.我们对该光束分别进行了理论模拟和实验研究.研究表明,分数阶双涡旋光束的双环携带不同的轨道角动量,且相互独立地传输.这种新型的涡旋光束相对于整数阶或单个分数阶拓扑荷数的涡旋光束更具有控制多样性,有望在光学镊子、光学扳手等微粒子操控领域开发新的应用.

分数阶拉盖尔高斯光束轨道角动量的实验研究

携带轨道角动量(OAM)的分数阶涡旋光束是一种特殊螺旋结构的光束。利用空间光调制器加载传输方向与z轴夹角α干涉光栅,制备出了分数阶涡旋光束;利用水平与垂直叠加光栅,制备出具有不同拓扑荷数的光斑阵列。通过对比多组叠加实验图样,分析了不同拓扑荷数叠加涡旋光束轨道角动量序列的规律,发现分数阶涡旋光束作为载体加载信息时,较整数阶涡旋光束有更强的光强分布,其中不同分数阶涡旋光束阵列的轨道角动量序列传递信息效率较高,有利于信息的传输,为涡旋光束在自由空间通信中的复用提供了实验依据。