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南京邮电大学学报（自然科学版） 2015年第6期35卷 1-13页

作者：赵生妹蒋欣成巩龙延程维文郑宝玉南京邮电大学信号处理与传输研究院江苏南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室江苏南京210003 南京邮电大学信息物理研究中心江苏南京210003 南京大学固体微结构物理国家重点实验室江苏南京210093

任何带有螺旋相位分布的波束拥有轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM),其螺旋相位取决于OAM态拓扑荷。OAM态拓扑荷取值可从负无穷至正无穷,不同拓扑荷的OAM态空间模相互正交。因此,与能量、波长和极化一样,OAM态成为一种可载荷信... 详细信息

任何带有螺旋相位分布的波束拥有轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM),其螺旋相位取决于OAM态拓扑荷。OAM态拓扑荷取值可从负无穷至正无穷,不同拓扑荷的OAM态空间模相互正交。因此,与能量、波长和极化一样,OAM态成为一种可载荷信息的新型自由度。目前,基于OAM态这一新型自由度的复用通信体制引起了业界的极大关注。文中阐述OAM态的概念,OAM态复用,OAM态复用在自由空间光通信、光纤通信和无线电通信等场景下的研究进展。OAM态复用极大地提升了通信系统的容量和频带利用率,它的应用前景令人兴奋,存在着机遇,也面临着巨大的挑战。

关键词：轨道角动量态轨道角动量态复用轨道角动量态复用通信系统

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水下轨道角动量态传输特性的实验研究

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光学学报 2018年第6期38卷 64-69页

作者：潘孙翔赵生妹王乐姚浩李威南京邮电大学信号处理与传输研究院江苏南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室江苏南京210003

通过实验方法研究轨道角动量(OAM)态水下传输特性。首先搭建OAM态水下光通信系统,然后通过OAM态展开谱和接收到的初始及其相邻OAM态概率变化曲线来研究其水下传输能力。实验结果表明:随着盐度的增加,初始OAM态的概率明显降低;相邻OAM态... 详细信息

通过实验方法研究轨道角动量(OAM)态水下传输特性。首先搭建OAM态水下光通信系统,然后通过OAM态展开谱和接收到的初始及其相邻OAM态概率变化曲线来研究其水下传输能力。实验结果表明:随着盐度的增加,初始OAM态的概率明显降低;相邻OAM态的传输概率随着拓扑荷间隔的增加而减少。

关键词：光通信轨道角动量态水下光通信水下传输特性

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衍射深度神经网络下轨道角动量态的校正

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光学学报 2023年第24期43卷 79-87页

作者：陈侃松刘柏麟韩成昊赵生妹王乐詹海潮南京邮电大学通信与信息工程学院南京江苏210023 固体微结构物理国家重点实验室南京江苏210008

衍射深度神经网络(D2NN)通过无源衍射层的深度学习,可实现快速高效的深度学习功能。利用多组不同湍流强度干扰下的轨道角动量(OAM)态和目标OAM态组成的训练数据集对设计的D2NN网络组件进行训练,更新和优化组件中各参数,直到由D2NN输出的... 详细信息

衍射深度神经网络(D2NN)通过无源衍射层的深度学习,可实现快速高效的深度学习功能。利用多组不同湍流强度干扰下的轨道角动量(OAM)态和目标OAM态组成的训练数据集对设计的D2NN网络组件进行训练,更新和优化组件中各参数,直到由D2NN输出的OAM态与目标OAM态的平方误差损失函数达到预定的阈值,便可获得实现高速、高精度的OAM波前校正的D2NN组件。测试结果表明:D2NN迭代次数、衍射层数、训练参数的选择会对组件的校正速度和准确度产生影响,通过D2NN可以实现受大气湍流干扰的OAM态的高精度校正;当大气湍流强度为10^(-14) m^(-2/3)、D2NN网络层层数为8时,组件性能最佳,其损失函数相比5层网络层的D2NN降低超过45.45%;而对于更强大气湍流的干扰,可以通过增加网络训练时的迭代次数来提高校正的准确度,迭代20次后损失函数的值降低率达到98.03%;对于湍流强度较弱的干扰,训练时采用纯相位参数,组件的性能更优;而对于强湍流的干扰,训练时采用相位参数与振幅参数两者相结合的方法,组件的性能更优;除此之外,OAM态的拓扑荷值越小,校正后的失真度越小。

关键词：衍射深度神经网络无源衍射层轨道角动量态大气湍流相位屏

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水下湍流对轨道角动量通信系统信道容量的影响

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量子电子学报 2018年第4期35卷 499-506页

作者：胡涛潘孙翔王乐赵生妹南京邮电大学信号处理与传输研究院江苏南京210003 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室江苏南京210003

研究了水下湍流对轨道角动量(OAM)通信系统的性能影响,分析了不同环境参数和传输距离下OAM通信系统信道容量的变化.结果表明,水下湍流环境中随着传输距离、湍流动能耗散率和温度耗散率的增加,OAM态光束模式之间串扰加强,信道容量下降.... 详细信息

研究了水下湍流对轨道角动量(OAM)通信系统的性能影响,分析了不同环境参数和传输距离下OAM通信系统信道容量的变化.结果表明,水下湍流环境中随着传输距离、湍流动能耗散率和温度耗散率的增加,OAM态光束模式之间串扰加强,信道容量下降.当传输距离达到7 m左右,信道容量下降为原来的一半;当湍流动能耗散率为10^(-4)m^2/s^3,容量下降到理论最大值的75%;当温度耗散率为10^(-8)K^2/s,信道容量下降到理论上最大值的一半;水下环境中盐度扰动比温度变化扰动对OAM通信系统性能的影响更大。

关键词：光通信轨道角动量态水下湍流拉盖尔-高斯光束信道容量

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