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|新技術(shù)促進(jìn)大容量CVB通信技術(shù)的發(fā)展

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a1 ， 高斯光束入射時各衍射階數(shù)的偏振和強(qiáng)度分布；a2 ， 圓柱形矢量光束（CVB）（m=-1）入射時各衍射階數(shù)的偏振和強(qiáng)度分布；b1 ， 含4個模式的被測共軸CVB；b2-b5 ， 不同CVB模式通道分接后的高斯點(diǎn) 。 （圖片來源：陳書青 ， 謝志強(qiáng) ， 葉華鵬 ， 王新柔 ， 郭正浩 ， 何延亮 ， 李瑛 ， 袁小聰 ， 范滇元）
圓柱形矢量光束（CVB）的復(fù)用技術(shù)已逐步成為擴(kuò)增信道的有效手段 。 如何耦合和分離圓柱形矢量光束是CVB復(fù)用通信的兩個關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn) 。 盡管現(xiàn)在可以通過微型達(dá)曼渦流光柵等離軸控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)光束的耦合和分離 ， 但這種技術(shù)因其只含相位光柵結(jié)構(gòu)而僅限于操縱同質(zhì)的偏振光束 。 對于非同質(zhì)偏振的圓柱形矢量光束則需采用梯度相位裝置來在左旋和右旋圓偏振（LHCP/RHCP）狀態(tài)間產(chǎn)生一個梯度相位差 ， 使得以不同角度從離軸入射的圓柱形矢量光束攜帶不同的相位經(jīng)行共軸傳播 。 盡管離軸控制技術(shù)已有長足的進(jìn)步 ， 但其偏振態(tài)控制仍存在一定的技術(shù)挑戰(zhàn) 。
圓柱形矢量光束可以通過解析瓊斯矩陣被分解為兩個具有共軛拓?fù)潆姾傻恼粓A偏振渦流束的線性疊加 。 隨后 ， 通過獨(dú)立調(diào)制左旋圓偏振和右旋圓偏振兩個分量的相位來實(shí)現(xiàn)圓柱形矢量光束的離軸控制 ， 因此 ， 模式耦合和分離就可以通過引入梯度相位的變化來實(shí)現(xiàn) 。 光學(xué)超表面是一種微納光學(xué)器件 ， 通過安裝人工納米天線來實(shí)現(xiàn)對相位、振幅和偏振的控制 。 研究表明 ， 超表面利用自旋和軌道的相互作用實(shí)現(xiàn)了圓偏振的相位調(diào)制 ， 繼而可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立地控制兩種圓偏振的相位 。

（圖片來源：TheDigitalArtist/Pixabay）
《光科學(xué)與應(yīng)用》（LightScience&Application）雜志展示了由中國深圳大學(xué)的范滇元教授、袁小聰教授和李瑛教授及其合作者領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)的新工作 。 他們提出了一種基于金屬-電介質(zhì)-金屬超表面的方法來實(shí)現(xiàn)CVB復(fù)接/分接的離軸偏振態(tài)控制 。 由于光路的可逆性和矢量模式的守恒性 ， 圓柱形矢量光束的左旋和右旋圓偏振分量被經(jīng)過合理設(shè)計(jì)的超表面結(jié)構(gòu)通過自旋-軌道相互作用分別實(shí)現(xiàn)獨(dú)立調(diào)制 ， 隨后則可以實(shí)現(xiàn)復(fù)接和分接 。 更值得一談的是 ， 這項(xiàng)研究所提出的CVB復(fù)接/分接方法可以在寬帶響應(yīng)和正交偏振調(diào)制方面與波分復(fù)用和偏振分復(fù)用方法兼容 。 因此可見 ， 這種復(fù)接/分接技術(shù)將有利于大容量CVB通信技術(shù)的發(fā)展 。

【|新技術(shù)促進(jìn)大容量CVB通信技術(shù)的發(fā)展】（圖片來源：Stop_mashina/Pixabay）
翻譯：范嘉豪
審校：張和持
引進(jìn)來源：techxplore
本文來自：中國數(shù)字科技館

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