自由空間光通信已經(jīng)在各個無線通信領(lǐng)域有了飛速的發(fā)展，比如衛(wèi)星通訊、移動和固定終端的互聯(lián)、室內(nèi)通信系統(tǒng)等。光波的振幅、相位、偏振、波長和時間維度已經(jīng)被廣泛利用來提高光通信容量。除了這些傳統(tǒng)的復(fù)用技術(shù)，空分復(fù)用(SDM)技術(shù)利用光波的空間自由度來提高通信容量最近正越來越多受到廣泛關(guān)注。
武漢光電國家實驗室王健教授領(lǐng)導(dǎo)的多維光子學(xué)實驗室(MDPL：Multi-DimensionalPhotonicsLaboratory)利用軌道角動量(OAM)光束和矢量光束開展了SDM以及編解碼的相關(guān)研究并取得了一系列進(jìn)展。
(1)博士生杜竫利用貝塞爾光束的OAM拓?fù)潆姾蓴?shù)實現(xiàn)了可見光波段的12米距離貝塞爾光束多進(jìn)制編碼/解碼。由于貝塞爾光束的無衍射特性，這種編碼解碼技術(shù)能抵抗路徑遮擋物的影響。該工作發(fā)表在OpticsLetters上。
圖一 16和32進(jìn)制貝塞爾光束編碼解碼
(2)碩士生趙一凡利用矢量光的不同空間偏振態(tài)實現(xiàn)了多進(jìn)制編碼/解碼。通過一個空間光調(diào)制器加載不同的相位信息，16種不同態(tài)的矢量光束被產(chǎn)生出來并代表16進(jìn)制數(shù)。實驗還研究了這種編碼解碼的誤碼率并展示了其低誤碼率的傳輸特性。該工作發(fā)表在OpticsLetters上。
圖二 利用矢量光編碼解碼傳輸圖片
(3)博士生朱龍通過使用一種特殊設(shè)計的相位圖實驗實現(xiàn)了從單個高斯光束模式到多個貝塞爾光束模式的數(shù)據(jù)廣播并驗證了這種自由空間廣播抵抗路徑遮擋物的影響。實驗還研究了20Gbit/sQPSK信號通過這種廣播系統(tǒng)的誤碼率特性。該工作發(fā)表在OpticsLetters上。
圖三 從單個高斯光束模式到多個貝塞爾光束模式的數(shù)據(jù)廣播示意圖
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