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专利号: 202111638080X
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种降低高阶OAM模式组内串扰方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)产生模式组内4种涡旋光;

(2)建立传输模式组内涡旋光的光纤信道传输涡旋光;

(3)基于逆传输矩阵方法解调涡旋光。

2.根据权利要求1所述的降低高阶OAM模式组内串扰方法,其特征在于:步骤(1)包括以下步骤:

(11)空间光调器产生携带l=2的线性偏振涡旋光L1通过光耦合器OC1被分成两条均等的支路L3和L5;支路L3依次通过半波片HWP1和四分之一波片QWP1被调整为携带l=2的左圆偏振涡旋光l1;支路L5依次通过半波片HWP2和四分之一波片QWP2被调整为携带l=2的右圆偏振涡旋光l2;

(12)空间光调制器产生的携带l=‑2的线性偏振涡旋光L2通过光耦合器OC2被分成两条均等的支路L4和L6;支路L4依次通过半波片HWP3和四分之一波片QWP3被调整为携带l=‑

2的左圆偏振涡旋光l3;支路L6依次通过半波片HWP4和四分之一波片QWP4被调整为携带l=‑2的右圆偏振涡旋光l4。

3.根据权利要求1所述的降低高阶OAM模式组内串扰方法,其特征在于:步骤(2)中所述光纤包括内芯、环芯和包层的三层结构,环芯层和包层间对比度大于2%;在固定包层半径条件下,调整环芯层内径和外径的尺寸,使得二阶模式组间和模式组内等效系数差分别大‑3 ‑4

于10 和10 。

4.根据权利要求1所述的降低高阶OAM模式组内串扰方法,其特征在于:步骤(3)包括以下步骤:

(31)获得信道传输矩阵PM模型其中矩阵中的各个系数aij是一种复数,表示OAM模式li对OAM模式lj的串扰。

(32)根据每个OAM信道接收到的光功率,将信道传输矩阵PM模型表示为:其中, 分别表示li信道耦合进lj信道的光幅度;

P0,Pπ/2,Pπ和P3π/2表示分别发送具有0,π/2,π和3π/2相位差的li和lj组合的涡旋探测光后,接收端检测到的lj模式的光功率;

(33)获得传输矩阵PM的逆矩阵(34)根据逆矩阵通过空间光调制器解调出原始载波光。

5.根据权利要求4所述的降低高阶OAM模式组内串扰方法,其特征在于:步骤(34)中解调使用的全息图

li=bi1×QXT1+bi2×QXT2+bi3×QXT3+bi4×QXT4,其中,QXT1……QXT4分别表示解调未受串扰影响的 和 的全息图。

6.一种降低高阶OAM模式组内串扰的系统,其特征在于:包括依次连接的调制模块、传输模块和解调模块;所述调制模块产生模式组内4种涡旋光;所示传输模块采用设计的光纤信道传输模式组内涡旋光;所述解调模块采用基于逆传输矩阵方法解调接收到的涡旋光。

7.根据权利要求6所示的降低高阶OAM模式组内串扰的系统,其特征在于:调制模块包括空间光调器、耦合器OC1、半波片HWP1和四分之一波片QWP1、半波片HWP2和四分之一波片QWP2、耦合器OC2、半波片HWP3和四分之一波片QWP3、半波片HWP4和四分之一波片QWP4;

所示半波片HWP1和四分之一波片QWP1依次设置在耦合器OC1的上后方;

所示半波片HWP2和四分之一波片QWP2依次设置在耦合器OC1的下后方;

所示半波片HWP3和四分之一波片QWP3依次设置在耦合器OC2的上后方;

所示半波片HWP4和四分之一波片QWP4依次设置在耦合器OC2的下后方。

8.根据权利要求6所示的降低高阶OAM模式组内串扰的系统,其特征在于:所述传输模块的光纤包括内芯、环芯和包层的三层结构,环芯层和包层间对比度大于2%;在固定包层半径条件下,调整环芯层内径和外径的尺寸,使得二阶模式组间和模式组内等效系数差分‑3 ‑4

别大于10 和10 。

9.根据权利要求6所示的降低高阶OAM模式组内串扰的系统,其特征在于:所述解调模块的逆传输矩阵

其中, 矩阵中的各个系数aij是一种复数,表示OAM模式li对OAM模式lj的串扰, 分别表示li信道耦合进lj信道的光幅度;

P0,Pπ/2,Pπ和

P3π/2表示分别发送具有0,π/2,π和3π/2相位差的li和lj组合的涡旋探测光后,接收端检测到的lj模式的光功率。

10.根据权利要求9所示的降低高阶OAM模式组内串扰的系统,其特征在于:所述解调模块中解调使用的全息图

li=bi1×QXT1+bi2×QXT2+bi3×QXT3+bi4×QXT4,其中,bij根据逆阵IM获得的权重系数,QXT1……QXT4分别表示解调未受串扰影响的和 的全息图。