广义旋光纤结构中光轨道角动量的产生和传输

项目名称： 广义旋光纤结构中光轨道角动量的产生和传输

项目编号： No.61377022

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 杨利

作者单位： 中国科学技术大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 光轨道角动量(OAM)的科学与应用意义日益显著，如何产生和传输OAM成为研究与应用中的一个关键问题。研究表明，在光纤中，模式的OAM和SAM(自旋角动量)相关联，且总角动量的大小由模式的角向阶数决定。据此，我们拟通过选择和保持一定角向阶数模式的SAM，实现对相应OAM的产生和保持。本项目提出广义旋光纤结构，以产生和保持对应于一定OAM的高阶圆偏振模；该结构在横截面上，具有N阶旋转对称的折射率分布；其旋距在范围选择上，适于实现传统意义的旋光纤和更小旋距的旋光栅。拟基于耦合模理论，建立广义旋光纤结构的系统分析体系。通过旋光栅中不同角向阶数圆偏振模式之间耦合的相位和角动量匹配关系，研究耦合的频率选择、偏振选择，以及角向阶数选择机制，揭示对应OAM的产生及其与SAM相互作用的规律；通过可类比的物理模型，描述对应的物理图像；设计多功能和宽带OAM发生器。从模式耦合的角度，研究旋光纤中具有一定角向阶数的圆偏振模稳定传输的充要条件，探求保持相应OAM的结构设计原则。研究椭圆偏振对产生和保持OAM的影响。实验验证OAM量子数为2的光束的产生和传输。以新视角和方案应对光纤中光OAM产生和保持这一新挑战。

中文关键词： 轨道角动量；旋光纤；手征光纤光栅；圆偏振；耦合模理论

英文摘要： With increasing recognitions of OAM (Orbital angular momentum) of light in science and technology, the generation and propagation of OAM beams has been a key challenge. In fibers, OAM and SAM (Spin angular momentum) of an individual mode are dependent, an

英文关键词： Orbital angular momentum；Spun fiber；Chiral fiber gratings；Circular polarization；Coupled-mode theory