基于改进的残差网络的分数涡旋光束模态识别

作     者：魏冬梅 杜乾 刘芳宁 王珂 赵曰峰 Wei Dongmei;Du Qian;Liu Fangning;Wang Ke;Zhao Yuefeng

作者机构：山东师范大学物理与电子科学学院山东省光场调控工程技术研究中心山东济南250358 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2023年第43卷第23期

页      面：261-269页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金(42271093) 山东省本科教学改革研究项目(M2021235) 

主　　题：分数阶涡旋光束 模态分辨率 改进的残差网络 大气湍流 

摘      要：利用分数涡旋光束进行信息传输,可以大大提高通信系统的容量。但在接收端准确测定分数涡旋光束的模态,尤其在信道中存在湍流的情况下,存在一定的困难。本文提出了改进的残差网络(I-Res Net)以提高模态检测的正确率。实验结果表明,本文构建的网络能够准确地识别光束模态,且具有较好的泛化性。在传输距离为1500 m、弱湍流(C_(n)^(2)=10^(-16)m^(-2/3))、模态分辨率Δl≥0.05时,准确率可以达到100%;强湍流(C_(n)^(2)=10^(-14)m^(-2/3))、Δl=0.15时,准确率可以达到96.5%。随着湍流强度或传输距离的增加,正确识别率下降。这些结果对自由空间光通信系统设计具有一定的指导意义。