项目名称: 利用轨道角动量实现信息操控的基础理论和关键技术研究

项目编号: No.11274131

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 王健

作者单位: 华中科技大学

项目金额: 93万元

中文摘要: 作为物理学一个重要物理量,轨道角动量自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。本项目在物理学和光通信学科交叉领域,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,开展利用轨道角动量进行信息操控的基础理论和关键技术研究。首先,探索轨道角动量信息操控的基础理论和基本特性,包括轨道角动量传播不变基本规律、正交特性和反号镜像特性等;其次,理论和实验研究轨道角动量信息复用/解复用、信息交换和信息广播等信息操控的关键技术;最后,构建新型相位和光强全场空间光调制装置以提高信息操控性能和扩展性。该研究在轨道角动量这一新自由度上操控信息,这为光通信提供了一条新途径并可对高速大容量光通信网的发展产生推动作用。

中文关键词: 轨道角动量;光通信;信息复用/解复用;信息交换;信息广播

英文摘要: As an important physical quantity in physics, orbital angular momentum has given a rapid rise to new developments in nonlinear optics, quantum optics, atom optics, and astronomy since its original recognition by Allen et al. in 1992. Unlike spin angular momentum, orbital angular momentum is associated with helical phase fronts, which can, in principle, take infinite available states that are orthogonal with each other. In the interdisciplinary research areas between physics and optical communications, the project builds up a connection between orbital angular momentum and optical communications. Similar to some other degrees of freedom like wavelength, time slot, and polarization, orbital angular momentum also offers a new optical degree of freedom which can be used as the carrier of data information. Scientific researches are carried out in the project on the basic theories and key technologies of information manipulation using orbital angular momentum. First, basic theories and characteristics of orbital angular momentum-based information manipulation are explored, such as the basic rule of orbital angular momentum preservation during free-space propagation, orthogonality of orbital angular momentum, mirror-image effect on reversing the charge sign of orbital angular momentum, etc. Second, several key technolo

英文关键词: Orbital Angular Momentum;Optical Communications;Information Multiplexing/Demultiplexing;Information Exchange;Information Multicasting

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