[00105545]基于激光軌道角動量的大容量空間激光通信研究

　　該項目為國家自然科學基金資助面上項目（項目批準號：61471051）。

　　該項目完成了高質量的光學渦旋場的產生和檢測技術仿真平臺搭建。建立了渦旋光束在大氣湍流中的傳輸模型。提出了如何補償大氣湍流影響的算法等。主要研究內容如下：

　　1.系統研究了渦旋光束在大氣湍流中的傳輸特性，建立渦旋光束在大氣湍流中傳輸的傳輸模型；研究結果表明渦旋光束的光束漂移主要與光束的束寬成反比例，此外還與傳輸距離、光束的波長、湍流的強度有關。湍流強度比較弱的時候，矢量部分相干高斯謝爾模型渦旋光束（EGSM）渦旋光束的光束漂移隨著湍流強度的增強而增大，在湍流強度比較強的時候，EGSM 渦旋光束的光束漂移隨湍流強度的增強而減小，而在中等強度湍流處，光束漂移達到最大值。 2.系統研究了光源參數以及大氣湍流信道參數對基于激光軌道角動量通信系統的系統性能；隨著大氣湍流強度的變化，功率會向拓撲荷數不為 l0 值擴散。不同信號之間的串擾變大，數據傳輸的丟失和傳輸錯誤的可能性變大?？傉`差隨著大氣湍流強度的增強，而逐漸變大。大氣湍流折射率結構闡述給定，拓撲合數越大，總誤差越小。

　　3.提出了基于激光軌道角動量通信系統的自適用光學補償算法和方案；采用HIOA算法的補償后，模式純度大幅提高，模式純度起伏也變小。模式純度維持在 0.8左右。采用 HIOA 算法補償后，碼間串擾也大幅減少。用 HIOA 算法補償以后，碼間串擾也大幅減少。用 HIOA 算法補償以后，基于激光軌道角動量通信系統的系統性能都大幅提升。

　　4.搭建了基于激光軌道角動量通信系統的實驗平臺，開展了相應的實驗。

　　5.提出了可工作在通信波段，常溫狀態下，抑制光通信背景噪聲的原子濾光器新方案。該方案還可能應用于量子成像等領域。