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2012年

利用轨道角动量进行光通信的基础理论和关键技术研究进展

来源:武汉光电国家研究中心     作者:    发布时间:2012年10月15日    浏览:

作为物理学一个重要物理量,轨道角动量(OAM)自1992年被Allen等人证实后迅速推动了非线性光学、量子光学、原子光学和天文学等多个学科的新发展。与自旋角动量不同,轨道角动量与螺旋形相位波前联系在一起,理论上可取值无穷且彼此正交。在物理学和光通信学科交叉领域,王健副教授将轨道角动量引入到光通信中,与波长、时隙和偏振等自由度类似,将轨道角动量视为一个新自由度并作为数据信息载体,开展了利用轨道角动量进行光通信的基础理论和关键技术研究:1)光传输:利用轨道角动量“ 信息复用/解复用”实现了Tbit/s传输容量,获得了95.7 bit/s/Hz的高光谱效率(目前最高纪录);2)光处理和交换:利用轨道角动量实现了100-Gbit/s先进高级调制格式(DQPSK)信号光的“ 信息交换”。
王健副教授以第一作者和通信作者发表在《自然—光子学》(Nature Photonics)第6卷第7期上。该研究论文发表后同时受到了《科学》(Science)杂志关注,并获特邀作为共同通信作者撰写1篇Perspective于2012年8月10日发表在Science第337卷6095期上。
[1] Jian Wang, Jeng-Yuan Yang, Irfan M. Fazal, Nisar Ahmed, Yan Yan, Hao uang, Yongxiong Ren, Yang Yue, Samuel Dolinar, Moshe Tur, and Alan E. Willner, “ Terabit free-space data transmission employing orbital angular momentum multiplexing,” Nature Photon. 6(7), 488-496 (2012).
[2] Alan E. Willner*, Jian Wang*, and Hao Huang, “ A different angle on light communications,” Science 337(6095), 655-656 (2012)
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1 偏振正交的多个轨道角动量的信息复用/解复用(光强示意图)

(责任编辑:詹健)