基于完美矢量光学涡旋阵列的通信编解码

描述

由于涡旋光束携带轨道角动量(OAM),因此被广泛应用于灵巧显微操纵、超大容量光通信、超分辨率显微镜、光学涡旋日冕观测仪和光学测量等领域。然而,普通涡旋光束的半径与拓扑电荷(TC)呈正相关,这极大地限制了涡旋光束的潜在应用。该论文提出了用于编码和解码通信的完美矢量光学涡旋阵列(PVOVAs),这些阵列形式是用两个矢量光学涡旋阵列同轴叠加产生的,具有左旋和右旋圆偏振。PVOVA具有灵活的空间结构和可控的偏振态,拓展了矢量光场在光编解码通信中的应用。

光通信

图像通过PVOVA对携带像素灰度值信息的整个传输和解码过程

下图为生成PVOVA的实验设置。将线偏振固体激光束转换为平顶光束,该光束由针孔滤光片和透镜(L1)准直。通过使用偏振片(P1)和半波板(HWP1),将准直光束转换为具有调制偏振的偏振光束。然后,通过偏振分束器将偏振光束分成两束正交偏振的平行光束,并通过空间光调制器(UPOLabs HDSLM38R)沿传播路径回溯将偏振光束分成两束平行光束。分束器用于将两个调制光束反射到相同的透射路径。以适当的角度π/4穿过四分之一波板后,用水平和垂直偏振光束产生左右圆偏振光束。

光通信

生成PVOVA的实验设置

该论文提出的PVOVA中每个子涡旋的偏振状态可以独立调节,使用此功能,PVOVA通过解码包含原始信息的每个矢量元件的偏振状态来提供信息传输,利用PVOVA进行编解码通信可以显著提高数据传输效率,为矢量光涡旋的应用提供了新的前景,特别是在基于偏振模态的编解码通信领域。详细信息请见原文。

  审核编辑:汤梓红

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