基于激光轨道角动量的大容量空间激光通信研究
批准号:
61471051
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
吴国华
依托单位:
学科分类:
F0109.光通信
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
任建华、李巍海、于淼、代雯、申梁、聂松
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中文摘要
轨道角动量作为一种独立于其他任何状态量的物理维度,以及理论上无穷大的自由度,与其他复用技术联合使用有望实现激光通信系统传输速率数量级的提升,满足日益增长的大容量宽带信息传输需求,具有广阔的应用前景。为此,本项目对具有轨道角动量的光束产生和检测,大气中的传输特性以及轨道角动量编码进行深入研究。研究内容包括:(1)具有轨道角动量的高质量涡旋光束的产生方法以及高效检测;(2)大气湍流、散射和吸收对涡旋光束空间拓扑特性、相干性、偏振态和频谱特性等的影响研究;(3)基于激光轨道角动量的数据编码和解码;(4)建立基于激光轨道角动量的激光通信仿真计算平台与实验平台。预期成果将在高质量涡旋光束的产生和检测,以及基于轨道角动量的数据编解码方面实现突破,从而对未来宽带通信技术的可持续发展具有十分重要的意义。
英文摘要
Orbital angular momentum is independent of any other state the amount of physical dimensions, as well as theoretically infinite degrees of freedom, is used in combination with other multiplexing transmission rate orders of magnitude improvement in laser communication system is expected to achieve, to meet the growing high-capacity broadband informationtransmission needs, and has broad application prospects. The main goals of this project are: the generation and detection of the beam with orbital angular momentum, the propagation characteristics of the optical vortex through atmospheric turbulence;the influence of atmospheric turbulence on optical communications using orbital angular momentum for coding and encoding.The studies includes: (1) generation method of high-quality optical vortex and efficient detection; (2) the influence of atmospheric turbulence on topological space, coherence, polarization state and spectral characteristics; (3) coding and encoding using orbital angualr momentum in atmospheric channel; (4) establish a computing platform simulation and experimental platform for laser communications laser-based orbital angular momentum. Expected results in the generation and detection of high-quality vortex beams, as well as to achieve a breakthrough codec based on the data aspects of the orbital angular momentum, which has great significance for the future sustainable development of broadband communications technology.
轨道角动量作为一个新的物理维度,与其他物理量频率,偏振等联合复用,有望实现激光通信系统传输数率数量级的提升,从而满足日益增长的大容量宽带信息技术传输需求。但是基于激光轨道角动量的大容量空间激光通信也面临许多问题。因为基于轨道角动量的光通信其复用技术是根据光束扭转的角度来决定的,当涡旋光束远距离传输时,信道对改变涡旋光束的扭转角度,同时涡旋光束发散较快,从而提高了接收端解调难度,甚至无法解调。如何在长距离大气信道环境下有效的接收涡旋光束也是基于激光轨道角动量的大容量空间激光通信需要克服的挑战。.本项目针对基于激光轨道角动量的大容量空间激光通信面临的关键问题,研究了涡旋光束在大气湍流中的传输特性,建立了大气传输模型,并提出了补偿大气湍流影响的算法。具体如下:1)实现了基于空间光调制器涡旋光束产生,搭建了相应的实验平台;2)通过研究涡旋光束在大气湍流中的传输特性,建立了涡旋光束的大气传输模型;3)提出了基于激光轨道角动量通信系统的自适用光学补偿算法和实验方案;4)提出了利用可工作在常温下的原子滤光器抑制通信系统中的背景噪声。本项目发表SCI期刊论文8篇,EI期刊论文2篇,会议论文3篇,申请专利3项(2项已经授权),完成了主要研究内容。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Offset tolerance of an orbital angular momentum optical communication system with angular deflection
具有角偏转的轨道角动量光通信系统的偏移容差
DOI:10.1016/j.optcom.2017.02.014
发表时间:2017-06
期刊:Optics Communications
影响因子:2.4
作者:Xiao-li Yin;Hong-qing Sang;Xiao-Zhou Cui;Huan Chang;Li Li;Guo-hua Wu
通讯作者:Guo-hua Wu
Analysis of orbital angular momentum spectra of Hankel-Bessel beams in channels with oceanic turbulence
海洋湍流通道中汉克尔-贝塞尔光束的轨道角动量谱分析
DOI:10.7498/aps.67.20180155
发表时间:2018-06
期刊:Acta Physica Sinica
影响因子:1
作者:Yin Xiao-Li;Guo Yi-Lin;Yan Hao;Cui Xiao-Zhou;Tian Qing-Hua;Chang Huan;Guo-hua Wu
通讯作者:Guo-hua Wu
DOI:10.1109/cc.2016.7733040
发表时间:2016-10
期刊:China Communications
影响因子:4.1
作者:H. Tang;W. Xu;Guohua Wu
通讯作者:H. Tang;W. Xu;Guohua Wu
Adaptive turbulence compensation with a hybrid input-output algorithm in orbital angular momentum-based free-space optical communication
基于轨道角动量的自由空间光通信中采用混合输入输出算法的自适应湍流补偿
DOI:10.1364/ao.57.007644
发表时间:2018
期刊:Applied Optics
影响因子:1.9
作者:Yin Xiaoli;Chang Huan;Cui Xiaozhou;Ma Jian-Xin;Wang Yong-Jun;Wu Guo-Hua;Zhang Lijia;Xin Xiangjun
通讯作者:Xin Xiangjun
Analysis of the orbital angular momentum spectrum for Laguerre-Gaussian beams under moderate-to-strong marine-atmospheric turbulent channels
中强海洋-大气湍流通道下拉盖尔-高斯光束轨道角动量谱分析
DOI:10.1016/j.optcom.2018.05.061
发表时间:2018-11-01
期刊:OPTICS COMMUNICATIONS
影响因子:2.4
作者:Cui, Xiao-zhou;Yin, Xiao-li;Xin, Xiang-jun
通讯作者:Xin, Xiang-jun
振动光谱技术结合信息融合思想提高宫颈癌早期诊断准确率的方法研究
- 批准号:62071059
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:57万元
- 批准年份:2020
- 负责人:吴国华
- 依托单位:
大气激光通信中抑制强度闪烁新方法研究
- 批准号:61008049
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:吴国华
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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