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我国光纤轨道角动量光通信取得系列研究进展

更新时间  2022-08-10 00:09 阅读
本文摘要:随着信息时代的飞速发展,人们对通信容量的市场需求急遽快速增长,现有光纤通信系统早已无法符合人们的市场需求。为了解决问题通信容量危机,新技术不断涌现。其中,光纤轨道角动量(OrbitalAngularMomentum,OAM)光通信为此获取了一条潜在解决问题途径。 武汉光电国家实验室王健教授领导的多维光子学实验室(MDPL:Multi-DimensionalPhotonicsLaboratory)在光纤OAM通信方面积极开展了普遍研究,并获得了一系列进展。

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随着信息时代的飞速发展,人们对通信容量的市场需求急遽快速增长,现有光纤通信系统早已无法符合人们的市场需求。为了解决问题通信容量危机,新技术不断涌现。其中,光纤轨道角动量(OrbitalAngularMomentum,OAM)光通信为此获取了一条潜在解决问题途径。  武汉光电国家实验室王健教授领导的多维光子学实验室(MDPL:Multi-DimensionalPhotonicsLaboratory)在光纤OAM通信方面积极开展了普遍研究,并获得了一系列进展。

  为了构建高速、大容量、低频谱效率、平稳的OAM传输,王健团队设计了多种新型的OAM光纤结构。首先,在王健教授指导下,博士生李树辉设计了反对OAM适配传输的多环多OAM光纤结构,该结构为构建Pbit/s量级的OAM适配获取了有可能。涉及研究成果以论文Acompacttrench-assistedmulti-orbital-angular-momentummulti-ringfiberforultrahigh-densityspace-divisionmultiplexing(19rings22modes)公开发表在ScientificReports上。

此外,博士生李树辉还设计了反对OAM传输的超模轨道角动量光纤结构,此结构可以减小OAM模式的有效地模式面积、减少光纤非线性,为长距离大功率传输OAM模式获取了一个新的自由选择。该工作以论文Supermodefiberfororbitalangularmomentum(OAM)transmission公开发表在OpticsExpress上。  图1(a)多的环多OAM光纤结构(b)超模OAM光纤结构  同时,在光纤OAM适配传输实验上,王健教授团队也获得了一定进展。

在王教授指导下,通过与烽火藤仓科技有限公司合作,博士生王安东、朱龙和刘俊等人顺利展示了OAM空分适配和时分复用融合的混合无源光网络。这项技术未来将会在将来大容量无源光网络中获得应用于。

涉及成果以论文Demonstrationofhybridorbitalangularmomentummultiplexingandtime-divisionmultiplexingpassiveopticalnetwork公开发表在OpticsExpress上。博士生王安东、朱龙和刘俊是该论文的联合第一作者。  图2OAM空分适配和时分复用融合的混合无源光网络  OAM模式转换器是OAM光通信系统中的关键组成部分,王健教授团队在深入分析光纤OAM模式特点的基础上明确提出了两种新型OAM模式转换器。首先,在王健教授指导下,博士生方良明确提出了基于螺旋光栅的新型OAM模式转换器,该器件可以灵活性的构建OAM模式的产生、切换、互相交换等功能,并以论文Flexiblegeneration/conversion/exchangeoffiber-guidedorbitalangularmomentummodesusinghelicalgratings,公开发表在OpticsLetters上。

此外,在王健教授指导下,通过与烽火藤仓科技有限公司合作,博士生李树辉顺利展示了基于少模光纤的全光纤OAM模式转换器。该器件可以构建入射光高斯模式到OAM模式或LP模式的选择性唤起,且具备操作者灵活性、结构非常简单、价格低廉等优势。涉及研究成果以论文Controllableall-fiberorbitalangularmomentummodeconverter,公开发表在OpticsLetters上。

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