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使用石墨烯的轨道角动量微带天线设计
被引量:
1
1
作者
成国庆
王全全
+1 位作者
宛汀
宋祖昆
《江苏大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第2期189-193,共5页
为了生成不同模态数的轨道角动量涡旋波,使用石墨烯材料设计出一款微带天线,并给出了天线的尺寸与材料.该天线质量轻,结构简单,加工容易,只需调整馈电相位差便能够产生模态数l=-2,0,+2的轨道角动量涡旋波.通过参数化扫描,从阻抗匹配、...
为了生成不同模态数的轨道角动量涡旋波,使用石墨烯材料设计出一款微带天线,并给出了天线的尺寸与材料.该天线质量轻,结构简单,加工容易,只需调整馈电相位差便能够产生模态数l=-2,0,+2的轨道角动量涡旋波.通过参数化扫描,从阻抗匹配、回波损耗、工作带宽、增益等方面探讨了天线性能,并分析了石墨烯材料特性对天线性能的影响.仿真结果表明,当石墨烯的化学势为0.9 eV时,微带天线工作在14.90 GHz下的回波损耗可达-47.00 dB,增益可达9.25 dB,与传统天线相比性能改善较大.此外,调整石墨烯的化学势可以较好改善天线的回波损耗.
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关键词
微带天线
石墨烯
轨道
角动量
涡旋波
化学势
电导率
频率调谐
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职称材料
标签分布不平衡的涡旋光束轨道角动量识别
2
作者
于海洋
尚凡华
+2 位作者
王宇兴
王大涛
陈纯毅
《中国光学(中英文)》
北大核心
2025年第2期207-215,共9页
针对标签分布不平衡的涡旋光束轨道角动量(OAM)识别问题,提出了一种基于全局代价的合成少数类过采样技术(SMOTE)的深度极限学习机(DELM)的衍生模型。与典型的机器学习方法不同,本文所提方法能够获得映射模型解析表达,避免了反复的参数...
针对标签分布不平衡的涡旋光束轨道角动量(OAM)识别问题,提出了一种基于全局代价的合成少数类过采样技术(SMOTE)的深度极限学习机(DELM)的衍生模型。与典型的机器学习方法不同,本文所提方法能够获得映射模型解析表达,避免了反复的参数优化过程,使模型适用于工程应用。在数据生成阶段,利用协方差的逆矩阵去除量纲的影响,有效度量了同一类样本的差异性。在模型选择阶段,考虑了光信号在大气湍流中的传输特性,采用DELM表征光斑样本和标签之间的映射关系,并用快速迭代收缩阈值FISTA算法计算模型的解析表达式。在不同强度的大气湍流数据集上进行实验,对比了WELM、k近邻等代表性方法性能。实验结果表明,在不同的湍流强度下,所提方法均方根误差达到0.2049和0.0894,各项评价指标均优于对比方法。证明了所提方法能够充分挖掘了OAM光斑集合的特征,具有更好的识别效果。
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关键词
大气湍流
轨道
角动量
不平衡数据
深度极限学习机
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职称材料
双环轨道角动量光束阵列的实验研究
3
作者
贺超
刘军
李振宇
《激光与红外》
北大核心
2025年第8期1279-1284,共6页
本文提出了一种生成2×2双环构型轨道角动量(OAM)光束阵列的新方法。通过在四个不同的位置对具有不同拓扑参数的拉盖尔-高斯(LG)模式轨道角动量光束共轴叠加,可生成一种具有多样化光束分布和精细化拓扑信息的2×2双环OAM光束阵...
本文提出了一种生成2×2双环构型轨道角动量(OAM)光束阵列的新方法。通过在四个不同的位置对具有不同拓扑参数的拉盖尔-高斯(LG)模式轨道角动量光束共轴叠加,可生成一种具有多样化光束分布和精细化拓扑信息的2×2双环OAM光束阵列。基于目标导向的共轭对称延拓Fourier计算全息法,快速编码产生2×2双环OAM光束阵列的计算全息图(CGH),并通过数值仿真计算及基于反射式空间光调制器(SLM)的光电实验对上述方法进行了有效验证,光电实验结果与数值重建结果保持高度一致。本研究成功地提出了一种产生双环结构2×2 OAM光束阵列的方法,该方法采用较低复杂度的实验方案,不仅实现简单,而且具备良好的扩展性。在该阵列中,每个位置的双环OAM光束内外环均可携带整数或分数阶拓扑参数,内外环保持相互独立,可实现对拓扑参数的精细化控制。与传统的单模态或复合态OAM光束相比,本文产生的2×2双环OAM光束阵列极大地丰富了复合OAM光束的光分布式模式,能够承载更加精细化的拓扑信息,因此在微观粒子捕获、光信息编码与传输等多领域具备较为显著的应用前景。
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关键词
轨道
角动量
光束阵列
双环
拓扑电荷数
计算全息图
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职称材料
涡旋光束轨道角动量的十字线检测法
4
作者
王彤
熊晗
+1 位作者
王华鑫
来右丽
《中国光学(中英文)》
北大核心
2025年第4期803-810,共8页
本文提出一种利用十字线衍射进行涡旋光束OAM检测的方法,其远场分布中与OAM相关的主亮斑包含了入射光束的大部分能量(50%~84%),且不存在干扰检测的次亮斑。相比之下,传统小孔衍射法中的主亮斑能量比例极低,尤其是7阶拓扑荷以上的远场主...
本文提出一种利用十字线衍射进行涡旋光束OAM检测的方法,其远场分布中与OAM相关的主亮斑包含了入射光束的大部分能量(50%~84%),且不存在干扰检测的次亮斑。相比之下,传统小孔衍射法中的主亮斑能量比例极低,尤其是7阶拓扑荷以上的远场主亮斑中只包含不到1%的入射光束能量,且拓扑荷级数越高,次亮斑的干扰性越强。因此,十字线测量法对弱涡旋光束的检测尤为适用,这对于远程的自由空间光通讯发展具有重要影响。
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关键词
衍射
涡旋光束
轨道
角动量
拓扑荷
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职称材料
光子轨道角动量及其在量子计算中的应用研究
5
作者
张敏
范亚男
+3 位作者
寇芸洁
朱雁兵
尚佳奇
王斐然
《光通信研究》
北大核心
2025年第3期25-32,共8页
光子轨道角动量(OAM)由于螺旋相位和高维量子特性,在量子计算方面有着巨大的应用潜力。文章基于当前已有的研究工作,介绍了OAM的重要发展历程以及各领域的相关应用,并给出了基于OAM的量子逻辑门以及其实验实现的相关工作,如高维非门、...
光子轨道角动量(OAM)由于螺旋相位和高维量子特性,在量子计算方面有着巨大的应用潜力。文章基于当前已有的研究工作,介绍了OAM的重要发展历程以及各领域的相关应用,并给出了基于OAM的量子逻辑门以及其实验实现的相关工作,如高维非门、交换门和控制门等。同时,介绍了几种基于OAM的量子算法。近年来,OAM在量子计算方面的研究成为一大热点领域,但该领域尚处于发展阶段,还有很多技术和理论上的挑战需要克服。相信随着科技的进步,其在未来具有非常广阔的发展前景。
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关键词
量子计算
光子
轨道
角动量
量子逻辑门
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职称材料
涡旋光轨道角动量的拓扑荷差值法测量
6
作者
王华鑫
王彤
熊晗
《中国光学(中英文)》
北大核心
2025年第2期216-223,共8页
本文提出一种针对涡旋光轨道角动量的拓扑荷差值检测技术。通过两束拓扑荷不同的涡旋光得到周期性的差值法强度分布图,读取其中一个周期的光斑个数,即可快速准确地计算出待测涡旋光的轨道角动量。相比干涉法和衍射法等需要接收完整涡旋...
本文提出一种针对涡旋光轨道角动量的拓扑荷差值检测技术。通过两束拓扑荷不同的涡旋光得到周期性的差值法强度分布图,读取其中一个周期的光斑个数,即可快速准确地计算出待测涡旋光的轨道角动量。相比干涉法和衍射法等需要接收完整涡旋光的传统检测方法,拓扑荷差值法只需接收小部分涡旋光即可进行测量,这在高阶、大尺寸涡旋光测量方面有非常大的优势,在涡旋光的远距离自由空间光通信方面具有潜在应用。
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关键词
涡旋光
轨道
角动量
拓扑荷差值
自由空间光通信
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职称材料
高阶轨道角动量传输光纤设计及传输特性研究(内封底文章)
7
作者
赵丽娟
吴雨静
徐志钮
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024年第3期162-174,共13页
为解决一般轨道角动量传输光纤传输轨道角动量模式数量少、质量差的问题,提出了一种基于正六边形空气孔排列的新型光子晶体光纤结构。该光纤引入了空气填充率高的矩形空气孔以及采用高折射率材料填充环形传输区域,能够有效提高环形传输...
为解决一般轨道角动量传输光纤传输轨道角动量模式数量少、质量差的问题,提出了一种基于正六边形空气孔排列的新型光子晶体光纤结构。该光纤引入了空气填充率高的矩形空气孔以及采用高折射率材料填充环形传输区域,能够有效提高环形传输区域和包层间的折射率差,且正六边形排列空气孔有利于提高模间有效折射率差。经过结构优化得到最优光纤结构,有限元法的分析结果表明,最优结构下,该光纤在常用波段S+C+L+U波段上能够支持142种轨道角动量模式的传输,最高阶数达到36阶。且所提出光纤具有良好的传输特性,本征模式的最高限制性损耗为10−9 dB/m量级,与典型轨道角动量传输光子晶体光纤相比至少降低了一个数量级;最大有效模场面积能够达到206.18μm^(2),最小非线性系数低至0.397 W^(−1)∙km^(−1);色散平坦且最小色散变化低至1.4578 ps/(nm∙km);所有本征模式纯度均在93.4%~96.8%范围内。且该光纤具有较好的制备可行性,对制造精度要求不高。因此,该光纤在基于轨道角动量光纤的复用系统中具有广阔的应用前景,为提高通信容量提供了一种有效手段。
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关键词
光纤光学
轨道
角动量
有限元法
限制性损耗
通信容量
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职称材料
基于超宽带反射超表面产生太赫兹轨道角动量
8
作者
韩晓冰
陈江侠
+1 位作者
王焱
周远国
《应用光学》
CAS
北大核心
2024年第2期282-291,共10页
由于轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)有望成为新的通信复用自由度,在拓展信道容量、提高频谱资源利用率方面有巨大潜力而受到越来越多研究人员的关注。目前的太赫兹涡旋波产生器件存在只能工作在单频点、带宽窄、转换效率低...
由于轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)有望成为新的通信复用自由度,在拓展信道容量、提高频谱资源利用率方面有巨大潜力而受到越来越多研究人员的关注。目前的太赫兹涡旋波产生器件存在只能工作在单频点、带宽窄、转换效率低等问题,如何在太赫兹频段高效产生OAM成为关键问题之一。该文设计了一种超宽带反射超表面单元,结合几何相位原理和相位叠加原理设计了单层反射超表面。仿真结果表明:设计的超表面实现了在0.82 THz~2.09 THz(相对带宽87.3%)的宽频范围内,将圆极化太赫兹波转换为携带轨道角动量的太赫兹涡旋波,同极化反射谱的幅度大于0.97,转换效率高于94.7%,反射相位覆盖0°~360°。利用傅里叶变换分解反射场中各个OAM模式,定量分析了OAM模式纯度,在不同频率下涡旋波中均为主模式l=-2能量占比最高,进一步对设计的超表面进行优化,主模式能量占比明显提升。该文设计的超表面具有转换效率高、工作带宽大、主模式强度高等优势,为宽带太赫兹涡旋波的高效产生提供了一种参考。
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关键词
轨道
角动量
太赫兹
超宽带
超表面
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职称材料
具有可重构特征的轨道角动量天线技术研究进展
被引量:
2
9
作者
吴杰
胡俊
+3 位作者
张忠祥
沙威
黄志祥
吴先良
《电子与信息学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期1173-1185,共13页
轨道角动量(OAM)因其模式具有理论上无穷且正交互不干扰的特点,在扩展信道容量方面展现出良好的优势,为解决日趋紧张的频谱资源提供了一种新型设计自由度。面对复杂多样的无线通信场景,设计具有可重构特征的OAM天线,是实现多模态复用、...
轨道角动量(OAM)因其模式具有理论上无穷且正交互不干扰的特点,在扩展信道容量方面展现出良好的优势,为解决日趋紧张的频谱资源提供了一种新型设计自由度。面对复杂多样的无线通信场景,设计具有可重构特征的OAM天线,是实现多模态复用、智能信息感知和人工智能天线的物理层基础。该文首先结合可重构天线实现机理,给出了OAM可重构天线设计的方法及具备的特点;然后,系统性综述了具有可重构特征的OAM天线的研究进展;最后,对未来设计具有可重构特征的OAM天线研究进行了展望。
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关键词
涡旋电磁波
轨道
角动量
天线
可重构
复用
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职称材料
基于轨道角动量谱分解的多通道水声通信及系统实现
被引量:
1
10
作者
开诚治
刘天颀
+3 位作者
王青东
李禹志
郭各朴
马青玉
《南京师大学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2024年第1期103-110,共8页
水声通信能够实现信息的长距离传输,在深海探索和军事领域发挥重要作用.然而,由于换能器带宽和声波波长的影响,水声通信的发展与应用受到传输衰减大和信道容量低以及频谱利用率不足的限制.本文结合复用涡旋声束(AV)和轨道角动量(OAM)谱...
水声通信能够实现信息的长距离传输,在深海探索和军事领域发挥重要作用.然而,由于换能器带宽和声波波长的影响,水声通信的发展与应用受到传输衰减大和信道容量低以及频谱利用率不足的限制.本文结合复用涡旋声束(AV)和轨道角动量(OAM)谱分解技术,研究了基于环形收发阵列的多通道水声通信方法,并系统实现.基于发送数据的ASCII编码,利用全息信号的幅度和相位调制,驱动环形换能器阵列发射沿轴传输的多通道OAM复用涡旋声束,并通过环形换能器阵列的信号采样和OAM谱分解完成复用涡旋声束的OAM模态解码,实现了高效的并行数据传输.构建了8声源环形收发阵列和全息相控系统,开展了6通道水声通信研究,成功实现了复用涡旋声场的实验测量和OAM解码,并与传统单通道二进制串行数据通信进行性能比较.理论和实验结果证明,基于OAM谱分解的通信通道数由发射阵列的阵元数N决定,其解码精度由发射信号的相位精度和接收阵列的阵元数决定;阵元数N≥1的大阵列系统在满OAM模式复用条件下的传输速率约为传统水声通信的N倍.本研究表明基于OAM谱分解的多通道通信可大幅提高信道容量和频谱利用率,为其在水声通信中的实际应用提供了一种实用方案.
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关键词
多通道水声通信
轨道
角动量
复用
环形收发阵列
全息信号
谱分解
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职称材料
多轨道角动量模式谐振环形行波天线设计
被引量:
1
11
作者
张振宇
杜永兴
+2 位作者
李宝山
徐利权
温海英
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2024年第2期101-104,109,共5页
为解决目前轨道角动量(OAM)天线难以在同一频率下多模工作的问题,推动OAM在无线通信领域的实际应用,设计、加工并测量了一种基于单层板的谐振环形行波天线,引入4个馈电探针将不同相位差的信号馈入行波天线。经仿真分析和实际测量,该天...
为解决目前轨道角动量(OAM)天线难以在同一频率下多模工作的问题,推动OAM在无线通信领域的实际应用,设计、加工并测量了一种基于单层板的谐振环形行波天线,引入4个馈电探针将不同相位差的信号馈入行波天线。经仿真分析和实际测量,该天线可以在3 GHz上谐振并分别产生了携带有OAM模式l=0,l=±1,l=-2的涡旋电磁波束。该天线结构简单并且可以在同一频率下产生多种模式OAM,能够有效增加无线通信的信道容量,具有一定的理论意义和实用价值。
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关键词
轨道
角动量
多模态
涡旋电磁波
谐振环形行波天线
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职称材料
使用石墨烯的超宽带轨道角动量螺旋天线设计
被引量:
2
12
作者
李建晟
王全全
+1 位作者
王国庆
宛汀
《电子测量技术》
北大核心
2024年第3期19-23,共5页
轨道角动量涡旋波束各个模态之间相互正交,可以很好地解决频谱资源紧张的问题。针对目前轨道角动量天线普遍存在带宽较窄的问题,设计了一种太赫兹频段的超宽带轨道角动量四臂螺旋天线。研究了馈电端口之间连续相位差与生成模态之间的关...
轨道角动量涡旋波束各个模态之间相互正交,可以很好地解决频谱资源紧张的问题。针对目前轨道角动量天线普遍存在带宽较窄的问题,设计了一种太赫兹频段的超宽带轨道角动量四臂螺旋天线。研究了馈电端口之间连续相位差与生成模态之间的关系,使用了一种石墨烯双环结构并通过调整优化天线的的结构尺寸来提高天线的性能。实验结果表明,通过简单调整馈电相位差,就能够产生模态数为0、1、2和3的涡旋波,并且不同模态下天线的增益均在7.5dBi以上。同时所设计的天线绝对带宽达到了8.85THz,在中心频率6THz处其相对带宽可以达到147%,S11为-50dB,与传统天线相比改善较大,为太赫兹频段的模态复用提供了一定的现实意义。
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关键词
轨道
角动量
石墨烯
超宽带
螺旋天线
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职称材料
基于自由透镜相位的多维度轨道角动量全息(特邀)
13
作者
于鑫阳
李发静
+3 位作者
罗嘉祺
陈克莉
聂守平
袁操今
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期73-84,共12页
光学轨道角动量全息是一种有效的信息存储和加密技术,但轨道角动量这一单个维度已经无法满足日益增加的复用容量需求,拓展额外的复用自由度是该项技术的发展方向。构建了一种将多参数可调的自由透镜相位引入轨道角动量全息中实现径向、...
光学轨道角动量全息是一种有效的信息存储和加密技术,但轨道角动量这一单个维度已经无法满足日益增加的复用容量需求,拓展额外的复用自由度是该项技术的发展方向。构建了一种将多参数可调的自由透镜相位引入轨道角动量全息中实现径向、角向和轴向三个维度联合复用的方案。模拟和实验结果均表明,只有用与编码拓扑荷值l符号相反的、径向位移参数r0以及焦距f相同的自由透镜相位所调制的完美光学涡旋照射时,方可重建出正确的目标图像。此外,将自由透镜相位中的形状控制因子q作为额外的编码载体,进一步增加复用全息的信道数量。同时,还证明了基于自由透镜相位的轨道角动量全息可以实现分数阶拓扑荷复用。该技术将轨道角动量全息技术与光场调控技术相结合,提高了全息加密的安全性,增加了复用信道的自由度,在通信领域具有潜在的应用前景。
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关键词
轨道
角动量
复用全息
光场调控
自由透镜
完美光学涡旋
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职称材料
基于改进Xception实现涡旋光束轨道角动量识别
14
作者
陈永豪
刘晓云
+4 位作者
蒋金洋
高思宇
刘颖
柴腾飞
姜月秋
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期73-83,共11页
当光束在海洋中传输时,湍流的存在会严重影响光束的质量,导致接收端光场产生扭曲和退化现象。为解决该问题,提出一种基于改进深度可分离网络(IXception)的方法,用于实现通过海洋湍流传输的涡旋光束轨道角动量模态识别。采用分步相位屏...
当光束在海洋中传输时,湍流的存在会严重影响光束的质量,导致接收端光场产生扭曲和退化现象。为解决该问题,提出一种基于改进深度可分离网络(IXception)的方法,用于实现通过海洋湍流传输的涡旋光束轨道角动量模态识别。采用分步相位屏的思想,基于功率谱反演法仿真涡旋光束在海洋中的传输过程,并建立入射光场发生的退化、扭曲的散斑场数据集,用数据集来训练IXception识别散斑场中涡旋光束的轨道角动量。IXception延用Xception架构思想,结合了残差结构和倒置残差结构,能够提取高度空间深度特征,减少网络结构参数的冗余,增强泛化能力。研究结果表明,IXception在20 m和80 m湍流中对扭曲光场轨道角动量的识别率达到了99.20%与97.9%。随着传输距离的增加,IXception的识别率会略有降低,但与Xception模型相比,IXception识别性能更好。
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关键词
涡旋光束
轨道
角动量
海洋湍流
深度可分离网络
倒置残差结构
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职称材料
利用涡旋光轨道角动量的8进制数据传输
被引量:
3
15
作者
黎芳
李润豪
+1 位作者
杨傲
申辰
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期885-890,共6页
提出了一种基于涡旋光轨道角动量特性与8进制数据编码相结合的数据传输方法。原理为将传输数据进行8进制编码,并将每个比特映射为不同大小的拓扑荷值,使用轨道角动量键控法得到相应拓扑荷值的涡旋光,并使用复二重振幅光栅进行拓扑荷检...
提出了一种基于涡旋光轨道角动量特性与8进制数据编码相结合的数据传输方法。原理为将传输数据进行8进制编码,并将每个比特映射为不同大小的拓扑荷值,使用轨道角动量键控法得到相应拓扑荷值的涡旋光,并使用复二重振幅光栅进行拓扑荷检测从而得到相应的编码数据并最后进行反向解码。通过仿真验证了,相比于普通的二进制光传输涡旋光8进制数据传输具有更大的信道容量。最后通过具体实验得到实际的涡旋光九宫格图像并进行分析,验证了涡旋光8进制数据加密传输的可行性。
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关键词
光通信
涡旋光
8进制数据传输
轨道
角动量
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职称材料
基于离轴级联超表面的轨道角动量解复用系统设计
被引量:
1
16
作者
易政宇
李阳
+1 位作者
梁厚昆
邓卬
《光电工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期154-162,共9页
设计超表面系统时,实际制作的超表面效率与理论设计效率相差较大,常会存在超表面调制效率不足产生的杂散光,这些杂散光作为背景噪声在级联超表面系统中的影响会逐级放大,影响系统功能。为了降低有限效率的超表面对系统性能的影响,本文...
设计超表面系统时,实际制作的超表面效率与理论设计效率相差较大,常会存在超表面调制效率不足产生的杂散光,这些杂散光作为背景噪声在级联超表面系统中的影响会逐级放大,影响系统功能。为了降低有限效率的超表面对系统性能的影响,本文提出了一种基于离轴级联超表面的轨道角动量解复用系统设计方法。这一工作通过加入离轴相位设计,有效消除了级联超表面系统中因超表面效率降低所产生的杂散光。利用FDTD(时域有限差分)仿真软件进行计算和验证,结果表明,离轴级联超表面系统能有效减少因调制效率不足而产生的杂散光,与同轴系统相比,实现了最大串扰降低4.15 dB以及平均80%的杂散光消除,展现出较大的性能优势。
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关键词
超表面
离轴
级联
轨道
角动量
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职称材料
空间分集入射电磁波的高效轨道角动量复用传输
被引量:
1
17
作者
倪涛
夏强
李迎
《微波学报》
CSCD
北大核心
2024年第4期36-40,共5页
电磁波的轨道角动量(OAM)复用对高速无线通信具有重要意义。为了实现空间分集入射电磁波的高效OAM复用,文中提出了一种非对称式超表面单元结构,在不同入射角度下具有OAM复用所需的角域色散相位响应和高透射率。基于此单元结构构建了一...
电磁波的轨道角动量(OAM)复用对高速无线通信具有重要意义。为了实现空间分集入射电磁波的高效OAM复用,文中提出了一种非对称式超表面单元结构,在不同入射角度下具有OAM复用所需的角域色散相位响应和高透射率。基于此单元结构构建了一种工作于X波段的OAM复用超表面,通过仿真和实验验证了其对±45°入射电磁波分别可以实现l=±2模式的OAM复用传输。与现有的OAM复用超表面相比,该超表面能够转换更多的能量而不会产生其他透射方向的寄生OAM波束,从而显著提高了空间分集入射电磁波的OAM复用传输效率。
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关键词
轨道
角动量
超表面
角域色散
复用
空间分集
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职称材料
航天器在轨角动量演化及卸载策略研究
被引量:
2
18
作者
谢军
刘新彦
《空间控制技术与应用》
CSCD
北大核心
2024年第1期1-7,共7页
为了减少在轨卫星的喷气卸载次数,节省推进剂,延长卫星的使用寿命,对地球静止轨道零动量卫星和V型轮偏置动量卫星的角动量管理问题进行了研究.根据卫星角动量累计演化特点,给出两类卫星的角动量管理方法,提出优化的喷气卸载策略.基于上...
为了减少在轨卫星的喷气卸载次数,节省推进剂,延长卫星的使用寿命,对地球静止轨道零动量卫星和V型轮偏置动量卫星的角动量管理问题进行了研究.根据卫星角动量累计演化特点,给出两类卫星的角动量管理方法,提出优化的喷气卸载策略.基于上述研究对在轨卫星非正常卸载情况进行了理论分析与仿真验证,提出解决措施.在轨试验表明,基于优化的喷气卸载策略进行卫星角动量管理,可明显减少卫星的卸载次数,验证了策略的正确性.
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关键词
静止
轨道
在轨
角动量
演化
角动量
卸载
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职称材料
轨道角动量态复用通信研究
被引量:
8
19
作者
赵生妹
蒋欣成
+2 位作者
巩龙延
程维文
郑宝玉
《南京邮电大学学报(自然科学版)》
北大核心
2015年第6期1-13,共13页
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...
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。
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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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职称材料
轨道角动量在无线通信中的研究新进展综述
被引量:
30
20
作者
孙学宏
李强
+1 位作者
庞丹旭
曾志民
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第11期2305-2314,共10页
随着无线通信技术的蓬勃发展,频谱利用率和系统容量已经趋近香农极限.轨道角动量作为一项新型技术,拥有高效频谱利用率和抗干扰能力,引起了国内外学术界的关注.本文首先介绍了轨道角动量的应用与无线通信系统的基本原理;其次综述了轨道...
随着无线通信技术的蓬勃发展,频谱利用率和系统容量已经趋近香农极限.轨道角动量作为一项新型技术,拥有高效频谱利用率和抗干扰能力,引起了国内外学术界的关注.本文首先介绍了轨道角动量的应用与无线通信系统的基本原理;其次综述了轨道角动量在相关领域的研究进展,并对轨道角动量产生的关键技术进行深入分析,以及对现有的轨道角动量接收方法进行梳理总结;最后在目前已有研究的基础上,展望并提出了未来轨道角动量在无线通信研究及应用中需要重点解决和关注的一些突出问题,包括携带轨道角动量涡旋电磁波的产生,不同模态轨道角动量电磁波相互干扰的抑制,轨道角动量模态的编码方式以及不同模态涡旋电磁波的分离与检测等方面.
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关键词
涡旋电磁波
轨道
角动量
无线通信
频谱效率
无线数据编码
抗干扰
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职称材料
题名
使用石墨烯的轨道角动量微带天线设计
被引量:
1
1
作者
成国庆
王全全
宛汀
宋祖昆
机构
南京邮电大学通信与信息工程学院
中国移动通信集团江西有限公司南昌分公司
出处
《江苏大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第2期189-193,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(62071245)。
文摘
为了生成不同模态数的轨道角动量涡旋波,使用石墨烯材料设计出一款微带天线,并给出了天线的尺寸与材料.该天线质量轻,结构简单,加工容易,只需调整馈电相位差便能够产生模态数l=-2,0,+2的轨道角动量涡旋波.通过参数化扫描,从阻抗匹配、回波损耗、工作带宽、增益等方面探讨了天线性能,并分析了石墨烯材料特性对天线性能的影响.仿真结果表明,当石墨烯的化学势为0.9 eV时,微带天线工作在14.90 GHz下的回波损耗可达-47.00 dB,增益可达9.25 dB,与传统天线相比性能改善较大.此外,调整石墨烯的化学势可以较好改善天线的回波损耗.
关键词
微带天线
石墨烯
轨道
角动量
涡旋波
化学势
电导率
频率调谐
Keywords
microstrip antenna
graphene
orbital angular momentum
vortex wave
chemical potential
conductivity
frequency tuning
分类号
TN827.1 [电子电信—信息与通信工程]
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职称材料
题名
标签分布不平衡的涡旋光束轨道角动量识别
2
作者
于海洋
尚凡华
王宇兴
王大涛
陈纯毅
机构
天津大学智能与计算学部
博纳智联(宁波)科技有限公司
长春理工大学计算机科学技术学院
出处
《中国光学(中英文)》
北大核心
2025年第2期207-215,共9页
基金
国家自然科学基金(No.62305030,No.62275033)
吉林省科技发展计划项目(No.20240602123RC)。
文摘
针对标签分布不平衡的涡旋光束轨道角动量(OAM)识别问题,提出了一种基于全局代价的合成少数类过采样技术(SMOTE)的深度极限学习机(DELM)的衍生模型。与典型的机器学习方法不同,本文所提方法能够获得映射模型解析表达,避免了反复的参数优化过程,使模型适用于工程应用。在数据生成阶段,利用协方差的逆矩阵去除量纲的影响,有效度量了同一类样本的差异性。在模型选择阶段,考虑了光信号在大气湍流中的传输特性,采用DELM表征光斑样本和标签之间的映射关系,并用快速迭代收缩阈值FISTA算法计算模型的解析表达式。在不同强度的大气湍流数据集上进行实验,对比了WELM、k近邻等代表性方法性能。实验结果表明,在不同的湍流强度下,所提方法均方根误差达到0.2049和0.0894,各项评价指标均优于对比方法。证明了所提方法能够充分挖掘了OAM光斑集合的特征,具有更好的识别效果。
关键词
大气湍流
轨道
角动量
不平衡数据
深度极限学习机
Keywords
atmosphere turbulence
orbital angular momentum
imbalanced data
deep extreme learning machine
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
双环轨道角动量光束阵列的实验研究
3
作者
贺超
刘军
李振宇
机构
中国电子科技集团公司第三十八研究所
中国人民解放军
中国人民解放军
出处
《激光与红外》
北大核心
2025年第8期1279-1284,共6页
基金
国家重点研发计划“多模态网络与通信”重点专项项目(No.2021YFB2900600)资助。
文摘
本文提出了一种生成2×2双环构型轨道角动量(OAM)光束阵列的新方法。通过在四个不同的位置对具有不同拓扑参数的拉盖尔-高斯(LG)模式轨道角动量光束共轴叠加,可生成一种具有多样化光束分布和精细化拓扑信息的2×2双环OAM光束阵列。基于目标导向的共轭对称延拓Fourier计算全息法,快速编码产生2×2双环OAM光束阵列的计算全息图(CGH),并通过数值仿真计算及基于反射式空间光调制器(SLM)的光电实验对上述方法进行了有效验证,光电实验结果与数值重建结果保持高度一致。本研究成功地提出了一种产生双环结构2×2 OAM光束阵列的方法,该方法采用较低复杂度的实验方案,不仅实现简单,而且具备良好的扩展性。在该阵列中,每个位置的双环OAM光束内外环均可携带整数或分数阶拓扑参数,内外环保持相互独立,可实现对拓扑参数的精细化控制。与传统的单模态或复合态OAM光束相比,本文产生的2×2双环OAM光束阵列极大地丰富了复合OAM光束的光分布式模式,能够承载更加精细化的拓扑信息,因此在微观粒子捕获、光信息编码与传输等多领域具备较为显著的应用前景。
关键词
轨道
角动量
光束阵列
双环
拓扑电荷数
计算全息图
Keywords
oam
beams array
dual-ring
topological charge
computer-generated hologram
分类号
TN929.1 [电子电信—通信与信息系统]
O438.1 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
涡旋光束轨道角动量的十字线检测法
4
作者
王彤
熊晗
王华鑫
来右丽
机构
江苏省高校低碳能源高效转化与利用重点实验室苏州科技大学物理科学与技术学院
江苏高校智能光电子器件与芯片重点实验室苏州科技大学物理科学与技术学院
太湖光子中心前沿技术研究院苏州科技大学物理科学与技术学院
出处
《中国光学(中英文)》
北大核心
2025年第4期803-810,共8页
基金
“十四五”江苏省重点学科资助(No.2021135)。
文摘
本文提出一种利用十字线衍射进行涡旋光束OAM检测的方法,其远场分布中与OAM相关的主亮斑包含了入射光束的大部分能量(50%~84%),且不存在干扰检测的次亮斑。相比之下,传统小孔衍射法中的主亮斑能量比例极低,尤其是7阶拓扑荷以上的远场主亮斑中只包含不到1%的入射光束能量,且拓扑荷级数越高,次亮斑的干扰性越强。因此,十字线测量法对弱涡旋光束的检测尤为适用,这对于远程的自由空间光通讯发展具有重要影响。
关键词
衍射
涡旋光束
轨道
角动量
拓扑荷
Keywords
diffraction
vortex beam
orbital angular momentum
topological charge
分类号
O436 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
光子轨道角动量及其在量子计算中的应用研究
5
作者
张敏
范亚男
寇芸洁
朱雁兵
尚佳奇
王斐然
机构
西安工程大学理学院
出处
《光通信研究》
北大核心
2025年第3期25-32,共8页
基金
国家自然科学基金青年科学基金资助项目(11804271)。
文摘
光子轨道角动量(OAM)由于螺旋相位和高维量子特性,在量子计算方面有着巨大的应用潜力。文章基于当前已有的研究工作,介绍了OAM的重要发展历程以及各领域的相关应用,并给出了基于OAM的量子逻辑门以及其实验实现的相关工作,如高维非门、交换门和控制门等。同时,介绍了几种基于OAM的量子算法。近年来,OAM在量子计算方面的研究成为一大热点领域,但该领域尚处于发展阶段,还有很多技术和理论上的挑战需要克服。相信随着科技的进步,其在未来具有非常广阔的发展前景。
关键词
量子计算
光子
轨道
角动量
量子逻辑门
Keywords
quantum computing
oam
quantum logic gates
分类号
O431.2 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
涡旋光轨道角动量的拓扑荷差值法测量
6
作者
王华鑫
王彤
熊晗
机构
江苏省高校低碳能源高效转化与利用重点实验室、苏州科技大学物理科学与技术学院
出处
《中国光学(中英文)》
北大核心
2025年第2期216-223,共8页
基金
“十四五”江苏省重点学科资助项目(No.2021135)。
文摘
本文提出一种针对涡旋光轨道角动量的拓扑荷差值检测技术。通过两束拓扑荷不同的涡旋光得到周期性的差值法强度分布图,读取其中一个周期的光斑个数,即可快速准确地计算出待测涡旋光的轨道角动量。相比干涉法和衍射法等需要接收完整涡旋光的传统检测方法,拓扑荷差值法只需接收小部分涡旋光即可进行测量,这在高阶、大尺寸涡旋光测量方面有非常大的优势,在涡旋光的远距离自由空间光通信方面具有潜在应用。
关键词
涡旋光
轨道
角动量
拓扑荷差值
自由空间光通信
Keywords
vortex beam
orbital angular momentum
topological charge difference
free-space optical communication
分类号
O436.1 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
高阶轨道角动量传输光纤设计及传输特性研究(内封底文章)
7
作者
赵丽娟
吴雨静
徐志钮
机构
华北电力大学电气与电子工程学院
华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室
华北电力大学保定市光纤传感与光通信技术重点实验室
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024年第3期162-174,共13页
基金
国家自然科学基金项目(62171185,62273146)
河北省自然科学基金项目(E2020502010)
河北省省级科技计划项目(SZX2020034)。
文摘
为解决一般轨道角动量传输光纤传输轨道角动量模式数量少、质量差的问题,提出了一种基于正六边形空气孔排列的新型光子晶体光纤结构。该光纤引入了空气填充率高的矩形空气孔以及采用高折射率材料填充环形传输区域,能够有效提高环形传输区域和包层间的折射率差,且正六边形排列空气孔有利于提高模间有效折射率差。经过结构优化得到最优光纤结构,有限元法的分析结果表明,最优结构下,该光纤在常用波段S+C+L+U波段上能够支持142种轨道角动量模式的传输,最高阶数达到36阶。且所提出光纤具有良好的传输特性,本征模式的最高限制性损耗为10−9 dB/m量级,与典型轨道角动量传输光子晶体光纤相比至少降低了一个数量级;最大有效模场面积能够达到206.18μm^(2),最小非线性系数低至0.397 W^(−1)∙km^(−1);色散平坦且最小色散变化低至1.4578 ps/(nm∙km);所有本征模式纯度均在93.4%~96.8%范围内。且该光纤具有较好的制备可行性,对制造精度要求不高。因此,该光纤在基于轨道角动量光纤的复用系统中具有广阔的应用前景,为提高通信容量提供了一种有效手段。
关键词
光纤光学
轨道
角动量
有限元法
限制性损耗
通信容量
Keywords
fiber optics
orbital angular momentum
finite element method
confinement loss
communication capacity
分类号
TN253 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
基于超宽带反射超表面产生太赫兹轨道角动量
8
作者
韩晓冰
陈江侠
王焱
周远国
机构
西安科技大学通信与信息工程学院
中国航空研究院研究生院
电磁环境效应航空科技重点实验室
电磁信息控制与效应全国重点实验室
出处
《应用光学》
CAS
北大核心
2024年第2期282-291,共10页
基金
国家自然科学基金(61801009)
陕西省自然科学基金面上项目(2024JC-YBMS-556)。
文摘
由于轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)有望成为新的通信复用自由度,在拓展信道容量、提高频谱资源利用率方面有巨大潜力而受到越来越多研究人员的关注。目前的太赫兹涡旋波产生器件存在只能工作在单频点、带宽窄、转换效率低等问题,如何在太赫兹频段高效产生OAM成为关键问题之一。该文设计了一种超宽带反射超表面单元,结合几何相位原理和相位叠加原理设计了单层反射超表面。仿真结果表明:设计的超表面实现了在0.82 THz~2.09 THz(相对带宽87.3%)的宽频范围内,将圆极化太赫兹波转换为携带轨道角动量的太赫兹涡旋波,同极化反射谱的幅度大于0.97,转换效率高于94.7%,反射相位覆盖0°~360°。利用傅里叶变换分解反射场中各个OAM模式,定量分析了OAM模式纯度,在不同频率下涡旋波中均为主模式l=-2能量占比最高,进一步对设计的超表面进行优化,主模式能量占比明显提升。该文设计的超表面具有转换效率高、工作带宽大、主模式强度高等优势,为宽带太赫兹涡旋波的高效产生提供了一种参考。
关键词
轨道
角动量
太赫兹
超宽带
超表面
Keywords
orbital angular momentum
terahertz
ultra-wideband
metasurface
分类号
TN82 [电子电信—信息与通信工程]
O43 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
具有可重构特征的轨道角动量天线技术研究进展
被引量:
2
9
作者
吴杰
胡俊
张忠祥
沙威
黄志祥
吴先良
机构
合肥师范学院电子信息系统仿真设计安徽省重点实验室
东南大学毫米波全国重点实验室
合肥工业大学微电子学院
浙江大学信息与电子工程学院
安徽大学信息材料与智能感知安徽省实验室
出处
《电子与信息学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期1173-1185,共13页
基金
国家自然科学基金(62201192,62201190)
东南大学毫米波全国重点实验室开放基金(K202315)。
文摘
轨道角动量(OAM)因其模式具有理论上无穷且正交互不干扰的特点,在扩展信道容量方面展现出良好的优势,为解决日趋紧张的频谱资源提供了一种新型设计自由度。面对复杂多样的无线通信场景,设计具有可重构特征的OAM天线,是实现多模态复用、智能信息感知和人工智能天线的物理层基础。该文首先结合可重构天线实现机理,给出了OAM可重构天线设计的方法及具备的特点;然后,系统性综述了具有可重构特征的OAM天线的研究进展;最后,对未来设计具有可重构特征的OAM天线研究进行了展望。
关键词
涡旋电磁波
轨道
角动量
天线
可重构
复用
Keywords
Vortex electromagnetic wave
Orbital Angular Momentum(
oam
)antenna
Reconfigurable
Multiplexing
分类号
TN820 [电子电信—信息与通信工程]
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职称材料
题名
基于轨道角动量谱分解的多通道水声通信及系统实现
被引量:
1
10
作者
开诚治
刘天颀
王青东
李禹志
郭各朴
马青玉
机构
南京师范大学计算机与电子信息学院/人工智能学院
山东科技大学海洋工程学院
出处
《南京师大学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2024年第1期103-110,共8页
基金
国家自然科学基金项目(11934009、11974187、12174198、12227808)
江苏省自然科学基金项目(BE2022814).
文摘
水声通信能够实现信息的长距离传输,在深海探索和军事领域发挥重要作用.然而,由于换能器带宽和声波波长的影响,水声通信的发展与应用受到传输衰减大和信道容量低以及频谱利用率不足的限制.本文结合复用涡旋声束(AV)和轨道角动量(OAM)谱分解技术,研究了基于环形收发阵列的多通道水声通信方法,并系统实现.基于发送数据的ASCII编码,利用全息信号的幅度和相位调制,驱动环形换能器阵列发射沿轴传输的多通道OAM复用涡旋声束,并通过环形换能器阵列的信号采样和OAM谱分解完成复用涡旋声束的OAM模态解码,实现了高效的并行数据传输.构建了8声源环形收发阵列和全息相控系统,开展了6通道水声通信研究,成功实现了复用涡旋声场的实验测量和OAM解码,并与传统单通道二进制串行数据通信进行性能比较.理论和实验结果证明,基于OAM谱分解的通信通道数由发射阵列的阵元数N决定,其解码精度由发射信号的相位精度和接收阵列的阵元数决定;阵元数N≥1的大阵列系统在满OAM模式复用条件下的传输速率约为传统水声通信的N倍.本研究表明基于OAM谱分解的多通道通信可大幅提高信道容量和频谱利用率,为其在水声通信中的实际应用提供了一种实用方案.
关键词
多通道水声通信
轨道
角动量
复用
环形收发阵列
全息信号
谱分解
Keywords
multichannel underwater acoustic communication
orbital angular momentum multiplexing
circular transceiver array
holographic signal
spectrum decomposition
分类号
O424 [理学—声学]
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职称材料
题名
多轨道角动量模式谐振环形行波天线设计
被引量:
1
11
作者
张振宇
杜永兴
李宝山
徐利权
温海英
机构
内蒙古科技大学信息工程学院
中国移动通信集团内蒙古有限公司
出处
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2024年第2期101-104,109,共5页
基金
内蒙古自然科学基金资助项目(2021MS06021)
国家自然科学基金资助项目(61961033)
+1 种基金
内蒙古自治区研究生教育教学改革研究与实践项目(YJG20191012710)
内蒙古自治区科技重大专项项目(2019ZD025)。
文摘
为解决目前轨道角动量(OAM)天线难以在同一频率下多模工作的问题,推动OAM在无线通信领域的实际应用,设计、加工并测量了一种基于单层板的谐振环形行波天线,引入4个馈电探针将不同相位差的信号馈入行波天线。经仿真分析和实际测量,该天线可以在3 GHz上谐振并分别产生了携带有OAM模式l=0,l=±1,l=-2的涡旋电磁波束。该天线结构简单并且可以在同一频率下产生多种模式OAM,能够有效增加无线通信的信道容量,具有一定的理论意义和实用价值。
关键词
轨道
角动量
多模态
涡旋电磁波
谐振环形行波天线
Keywords
orbital angular momentum(
oam
)
multi-mode
vortex electromagnetic beams
resonant-ring-shaped traveling wave antenna
分类号
TN92 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
使用石墨烯的超宽带轨道角动量螺旋天线设计
被引量:
2
12
作者
李建晟
王全全
王国庆
宛汀
机构
南京邮电大学通信与信息工程学院
南京邮电大学波特兰学院
金篆信科有限责任公司南京分公司
出处
《电子测量技术》
北大核心
2024年第3期19-23,共5页
基金
国家自然科学基金(62071245)项目资助。
文摘
轨道角动量涡旋波束各个模态之间相互正交,可以很好地解决频谱资源紧张的问题。针对目前轨道角动量天线普遍存在带宽较窄的问题,设计了一种太赫兹频段的超宽带轨道角动量四臂螺旋天线。研究了馈电端口之间连续相位差与生成模态之间的关系,使用了一种石墨烯双环结构并通过调整优化天线的的结构尺寸来提高天线的性能。实验结果表明,通过简单调整馈电相位差,就能够产生模态数为0、1、2和3的涡旋波,并且不同模态下天线的增益均在7.5dBi以上。同时所设计的天线绝对带宽达到了8.85THz,在中心频率6THz处其相对带宽可以达到147%,S11为-50dB,与传统天线相比改善较大,为太赫兹频段的模态复用提供了一定的现实意义。
关键词
轨道
角动量
石墨烯
超宽带
螺旋天线
Keywords
orbital angular momentum
graphene
ultra-wideband
spiral antenna
分类号
TN827.1 [电子电信—信息与通信工程]
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职称材料
题名
基于自由透镜相位的多维度轨道角动量全息(特邀)
13
作者
于鑫阳
李发静
罗嘉祺
陈克莉
聂守平
袁操今
机构
南京师范大学物理科学与技术学院江苏省光电技术重点实验室
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期73-84,共12页
基金
国家自然科学基金(No.62175112)。
文摘
光学轨道角动量全息是一种有效的信息存储和加密技术,但轨道角动量这一单个维度已经无法满足日益增加的复用容量需求,拓展额外的复用自由度是该项技术的发展方向。构建了一种将多参数可调的自由透镜相位引入轨道角动量全息中实现径向、角向和轴向三个维度联合复用的方案。模拟和实验结果均表明,只有用与编码拓扑荷值l符号相反的、径向位移参数r0以及焦距f相同的自由透镜相位所调制的完美光学涡旋照射时,方可重建出正确的目标图像。此外,将自由透镜相位中的形状控制因子q作为额外的编码载体,进一步增加复用全息的信道数量。同时,还证明了基于自由透镜相位的轨道角动量全息可以实现分数阶拓扑荷复用。该技术将轨道角动量全息技术与光场调控技术相结合,提高了全息加密的安全性,增加了复用信道的自由度,在通信领域具有潜在的应用前景。
关键词
轨道
角动量
复用全息
光场调控
自由透镜
完美光学涡旋
Keywords
Orbital angular momentum
Multiplexed holography
Optical field modulation
Free lens
Perfect optical vortices
分类号
O438.1 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
基于改进Xception实现涡旋光束轨道角动量识别
14
作者
陈永豪
刘晓云
蒋金洋
高思宇
刘颖
柴腾飞
姜月秋
机构
沈阳理工大学理学院
沈阳理工大学发展规划处
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期73-83,共11页
基金
辽宁省教育厅基础研究项目(No.LJKMZ20220620)
2023年中央引导地方科技发展资金(No.2023JH6/100100066)。
文摘
当光束在海洋中传输时,湍流的存在会严重影响光束的质量,导致接收端光场产生扭曲和退化现象。为解决该问题,提出一种基于改进深度可分离网络(IXception)的方法,用于实现通过海洋湍流传输的涡旋光束轨道角动量模态识别。采用分步相位屏的思想,基于功率谱反演法仿真涡旋光束在海洋中的传输过程,并建立入射光场发生的退化、扭曲的散斑场数据集,用数据集来训练IXception识别散斑场中涡旋光束的轨道角动量。IXception延用Xception架构思想,结合了残差结构和倒置残差结构,能够提取高度空间深度特征,减少网络结构参数的冗余,增强泛化能力。研究结果表明,IXception在20 m和80 m湍流中对扭曲光场轨道角动量的识别率达到了99.20%与97.9%。随着传输距离的增加,IXception的识别率会略有降低,但与Xception模型相比,IXception识别性能更好。
关键词
涡旋光束
轨道
角动量
海洋湍流
深度可分离网络
倒置残差结构
Keywords
Vortex beams
Orbital angular momentum
Oceanic turbulence
Depthwise separable network
Inverted residual structure
分类号
O439 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
利用涡旋光轨道角动量的8进制数据传输
被引量:
3
15
作者
黎芳
李润豪
杨傲
申辰
机构
北京建筑大学电气与信息工程学院
出处
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期885-890,共6页
基金
国家自然科学基金项目(No.41801229)
北京市属高校基本科研业务费项目(No.X20153)
北京建筑大学建大英才培养计划项目(No.JDYC20200328)资助。
文摘
提出了一种基于涡旋光轨道角动量特性与8进制数据编码相结合的数据传输方法。原理为将传输数据进行8进制编码,并将每个比特映射为不同大小的拓扑荷值,使用轨道角动量键控法得到相应拓扑荷值的涡旋光,并使用复二重振幅光栅进行拓扑荷检测从而得到相应的编码数据并最后进行反向解码。通过仿真验证了,相比于普通的二进制光传输涡旋光8进制数据传输具有更大的信道容量。最后通过具体实验得到实际的涡旋光九宫格图像并进行分析,验证了涡旋光8进制数据加密传输的可行性。
关键词
光通信
涡旋光
8进制数据传输
轨道
角动量
Keywords
optical communication
vortex light
octal data transmission
orbital angular momentum
分类号
E963 [军事—军事通信学]
TN919 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
基于离轴级联超表面的轨道角动量解复用系统设计
被引量:
1
16
作者
易政宇
李阳
梁厚昆
邓卬
机构
四川大学电子信息学院
出处
《光电工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期154-162,共9页
基金
国家自然科学基金青年科学基金资助项目(62005187)。
文摘
设计超表面系统时,实际制作的超表面效率与理论设计效率相差较大,常会存在超表面调制效率不足产生的杂散光,这些杂散光作为背景噪声在级联超表面系统中的影响会逐级放大,影响系统功能。为了降低有限效率的超表面对系统性能的影响,本文提出了一种基于离轴级联超表面的轨道角动量解复用系统设计方法。这一工作通过加入离轴相位设计,有效消除了级联超表面系统中因超表面效率降低所产生的杂散光。利用FDTD(时域有限差分)仿真软件进行计算和验证,结果表明,离轴级联超表面系统能有效减少因调制效率不足而产生的杂散光,与同轴系统相比,实现了最大串扰降低4.15 dB以及平均80%的杂散光消除,展现出较大的性能优势。
关键词
超表面
离轴
级联
轨道
角动量
Keywords
metasurface
off-axis
cascade
orbital angular momentum
分类号
O436 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
空间分集入射电磁波的高效轨道角动量复用传输
被引量:
1
17
作者
倪涛
夏强
李迎
机构
中国电子科技集团公司第四十三研究所微系统安徽省重点实验室
合肥工业大学光电技术研究院
出处
《微波学报》
CSCD
北大核心
2024年第4期36-40,共5页
基金
国家自然科学基金(62001150)。
文摘
电磁波的轨道角动量(OAM)复用对高速无线通信具有重要意义。为了实现空间分集入射电磁波的高效OAM复用,文中提出了一种非对称式超表面单元结构,在不同入射角度下具有OAM复用所需的角域色散相位响应和高透射率。基于此单元结构构建了一种工作于X波段的OAM复用超表面,通过仿真和实验验证了其对±45°入射电磁波分别可以实现l=±2模式的OAM复用传输。与现有的OAM复用超表面相比,该超表面能够转换更多的能量而不会产生其他透射方向的寄生OAM波束,从而显著提高了空间分集入射电磁波的OAM复用传输效率。
关键词
轨道
角动量
超表面
角域色散
复用
空间分集
Keywords
orbital angular momentum
metasurface
angular dispersion
multiplexing
spatial diversity
分类号
O441.4 [理学—电磁学]
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职称材料
题名
航天器在轨角动量演化及卸载策略研究
被引量:
2
18
作者
谢军
刘新彦
机构
北京控制工程研究所
出处
《空间控制技术与应用》
CSCD
北大核心
2024年第1期1-7,共7页
基金
民用航天技术预先研究项目(D010305)。
文摘
为了减少在轨卫星的喷气卸载次数,节省推进剂,延长卫星的使用寿命,对地球静止轨道零动量卫星和V型轮偏置动量卫星的角动量管理问题进行了研究.根据卫星角动量累计演化特点,给出两类卫星的角动量管理方法,提出优化的喷气卸载策略.基于上述研究对在轨卫星非正常卸载情况进行了理论分析与仿真验证,提出解决措施.在轨试验表明,基于优化的喷气卸载策略进行卫星角动量管理,可明显减少卫星的卸载次数,验证了策略的正确性.
关键词
静止
轨道
在轨
角动量
演化
角动量
卸载
Keywords
geostationary orbit
in orbit
angular momentum evolution
angular momentum unloading
分类号
V448 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
轨道角动量态复用通信研究
被引量:
8
19
作者
赵生妹
蒋欣成
巩龙延
程维文
郑宝玉
机构
南京邮电大学信号处理与传输研究院
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
南京邮电大学信息物理研究中心
南京大学固体微结构物理国家重点实验室
出处
《南京邮电大学学报(自然科学版)》
北大核心
2015年第6期1-13,共13页
基金
国家自然科学基金(61271238
61271240
+4 种基金
61475075)
教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20123223110003)
江苏省高校自然科学研究项目(11KJA510002)
江苏省"青蓝工程"
宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室开放研究基金(NYKL2015011)资助项目
文摘
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
Keywords
orbital angular momentum(
oam
)
oam
multiplexing
oam
multiplexed communication system
分类号
O431.2 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
轨道角动量在无线通信中的研究新进展综述
被引量:
30
20
作者
孙学宏
李强
庞丹旭
曾志民
机构
北京邮电大学信息与通信工程学院
宁夏沙漠信息智能感知重点实验室
宁夏大学物理电气信息学院
出处
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第11期2305-2314,共10页
基金
国家自然科学基金(No.61461044
61271177)
+1 种基金
宁夏自然基金(No.NZ14045)
宁夏高等学校科学技术研究项目(No.NGY2014051)
文摘
随着无线通信技术的蓬勃发展,频谱利用率和系统容量已经趋近香农极限.轨道角动量作为一项新型技术,拥有高效频谱利用率和抗干扰能力,引起了国内外学术界的关注.本文首先介绍了轨道角动量的应用与无线通信系统的基本原理;其次综述了轨道角动量在相关领域的研究进展,并对轨道角动量产生的关键技术进行深入分析,以及对现有的轨道角动量接收方法进行梳理总结;最后在目前已有研究的基础上,展望并提出了未来轨道角动量在无线通信研究及应用中需要重点解决和关注的一些突出问题,包括携带轨道角动量涡旋电磁波的产生,不同模态轨道角动量电磁波相互干扰的抑制,轨道角动量模态的编码方式以及不同模态涡旋电磁波的分离与检测等方面.
关键词
涡旋电磁波
轨道
角动量
无线通信
频谱效率
无线数据编码
抗干扰
Keywords
electromagnetic vortex waves
orbital angular momentum
wireless communication
spectrum efficiency
wireless data encoding
anti-interference
分类号
TN929.5 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
使用石墨烯的轨道角动量微带天线设计
成国庆
王全全
宛汀
宋祖昆
《江苏大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
1
在线阅读
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职称材料
2
标签分布不平衡的涡旋光束轨道角动量识别
于海洋
尚凡华
王宇兴
王大涛
陈纯毅
《中国光学(中英文)》
北大核心
2025
0
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职称材料
3
双环轨道角动量光束阵列的实验研究
贺超
刘军
李振宇
《激光与红外》
北大核心
2025
0
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职称材料
4
涡旋光束轨道角动量的十字线检测法
王彤
熊晗
王华鑫
来右丽
《中国光学(中英文)》
北大核心
2025
0
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职称材料
5
光子轨道角动量及其在量子计算中的应用研究
张敏
范亚男
寇芸洁
朱雁兵
尚佳奇
王斐然
《光通信研究》
北大核心
2025
0
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职称材料
6
涡旋光轨道角动量的拓扑荷差值法测量
王华鑫
王彤
熊晗
《中国光学(中英文)》
北大核心
2025
0
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职称材料
7
高阶轨道角动量传输光纤设计及传输特性研究(内封底文章)
赵丽娟
吴雨静
徐志钮
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
8
基于超宽带反射超表面产生太赫兹轨道角动量
韩晓冰
陈江侠
王焱
周远国
《应用光学》
CAS
北大核心
2024
0
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职称材料
9
具有可重构特征的轨道角动量天线技术研究进展
吴杰
胡俊
张忠祥
沙威
黄志祥
吴先良
《电子与信息学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
10
基于轨道角动量谱分解的多通道水声通信及系统实现
开诚治
刘天颀
王青东
李禹志
郭各朴
马青玉
《南京师大学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2024
1
在线阅读
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职称材料
11
多轨道角动量模式谐振环形行波天线设计
张振宇
杜永兴
李宝山
徐利权
温海英
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
12
使用石墨烯的超宽带轨道角动量螺旋天线设计
李建晟
王全全
王国庆
宛汀
《电子测量技术》
北大核心
2024
2
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职称材料
13
基于自由透镜相位的多维度轨道角动量全息(特邀)
于鑫阳
李发静
罗嘉祺
陈克莉
聂守平
袁操今
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
14
基于改进Xception实现涡旋光束轨道角动量识别
陈永豪
刘晓云
蒋金洋
高思宇
刘颖
柴腾飞
姜月秋
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
15
利用涡旋光轨道角动量的8进制数据传输
黎芳
李润豪
杨傲
申辰
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
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职称材料
16
基于离轴级联超表面的轨道角动量解复用系统设计
易政宇
李阳
梁厚昆
邓卬
《光电工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
17
空间分集入射电磁波的高效轨道角动量复用传输
倪涛
夏强
李迎
《微波学报》
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
18
航天器在轨角动量演化及卸载策略研究
谢军
刘新彦
《空间控制技术与应用》
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
19
轨道角动量态复用通信研究
赵生妹
蒋欣成
巩龙延
程维文
郑宝玉
《南京邮电大学学报(自然科学版)》
北大核心
2015
8
在线阅读
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职称材料
20
轨道角动量在无线通信中的研究新进展综述
孙学宏
李强
庞丹旭
曾志民
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
30
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职称材料
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