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基于轨道角动量复用的声波通信特性及环形相控阵设计
被引量：
1
1
作者
聂斌
袁飞
+1 位作者
陶少华
张榕鑫
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期1281-1290,共10页
为提高水下声波轨道角动量的通信性能,建立环形相控阵发射和圆面接收的通信模型,研究声波轨道角动量复用通信时的源头串扰特性;提出一种新的驱动方式以提高发射效率,并分析接收偏角对通信质量的影响。研究结果表明:当使用由N个不同发射...
为提高水下声波轨道角动量的通信性能,建立环形相控阵发射和圆面接收的通信模型,研究声波轨道角动量复用通信时的源头串扰特性;提出一种新的驱动方式以提高发射效率,并分析接收偏角对通信质量的影响。研究结果表明:当使用由N个不同发射源组成的环形相控阵产生l阶轨道角动量时,将同时产生c阶的轨道角动量串扰声束(其中c=l+bN,b为非零整数)。声源数N与声涡旋阶数l满足||l≤N/2,因此,在基于该环形相控阵的轨道角动量复用通信中,任意轨道角动量信道的串扰分量均在有用信道之外。使用N×M型环形相控阵(其中N为弧形声源组数,M为每组声源内的换能器数量)发射时,增大N和M均可提高发射效率,而当相控阵中换能器数量固定时,根据实际的需要合理选取N和M,有利于提高发射效率并降低阵列控制的复杂度,体现了控制设计的灵活性;随着接收偏角增大,通信性能整体下降。
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关键词
声涡旋
轨道角动量
环形相控阵
模式分解
串扰
接收偏角
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职称材料
无人工结构辅助的表面等离激元涡旋场激发研究
2
作者
郑佳新
陈佳
+2 位作者
陶少华
张榕鑫
王大鹏
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期2955-2963,共9页
光学涡旋是一种携带轨道角动量(OAM)的特殊光场,它可以对微观粒子实现精确地无接触操控,但光学涡旋的生成一般需要复杂的光路系统或昂贵的微纳结构加工辅助实现。针对这一问题,提出一种无结构产生表面等离激元涡旋的方法,基于光的自旋...
光学涡旋是一种携带轨道角动量(OAM)的特殊光场,它可以对微观粒子实现精确地无接触操控,但光学涡旋的生成一般需要复杂的光路系统或昂贵的微纳结构加工辅助实现。针对这一问题,提出一种无结构产生表面等离激元涡旋的方法,基于光的自旋轨道耦合理论与表面等离激元激发原理,利用时域有限差分法(finite difference time domain,FDTD)仿真所产生的表面等离激元涡旋场,研究金膜厚度、透镜的数值孔径(NA)以及入射圆偏振光的手性对光学涡旋场的影响。研究结果表明:当入射光波长为633 nm时,能有效激发表面等离激元的金膜厚度为50 nm左右,入射光经过高数值孔径的聚焦后照射在金膜上能够形成一阶的表面等离激元涡旋场,且该涡旋场的振幅和相位分布与入射圆偏振光的偏振特性有关,同时,数值孔径是形成一阶表面等离激元涡旋场的重要因素。本文所提出的光学涡旋场产生办法具有不依赖波长的优点,可满足宽谱器件的应用需求。
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关键词
轨道角动量
表面等离激元涡旋
数值孔径
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职称材料
题名
基于轨道角动量复用的声波通信特性及环形相控阵设计
被引量：
1
1
作者
聂斌
袁飞
陶少华
张榕鑫
机构
厦门大学
电子
科学与
技术
学院
(
国家
示范性
微电子学
院
)
水声通信与海洋信息
技术
教育部重点实验室
中南
大学
物理与
电子学
院
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期1281-1290,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(62001404)。
文摘
为提高水下声波轨道角动量的通信性能,建立环形相控阵发射和圆面接收的通信模型,研究声波轨道角动量复用通信时的源头串扰特性;提出一种新的驱动方式以提高发射效率,并分析接收偏角对通信质量的影响。研究结果表明:当使用由N个不同发射源组成的环形相控阵产生l阶轨道角动量时,将同时产生c阶的轨道角动量串扰声束(其中c=l+bN,b为非零整数)。声源数N与声涡旋阶数l满足||l≤N/2,因此,在基于该环形相控阵的轨道角动量复用通信中,任意轨道角动量信道的串扰分量均在有用信道之外。使用N×M型环形相控阵(其中N为弧形声源组数,M为每组声源内的换能器数量)发射时,增大N和M均可提高发射效率,而当相控阵中换能器数量固定时,根据实际的需要合理选取N和M,有利于提高发射效率并降低阵列控制的复杂度,体现了控制设计的灵活性;随着接收偏角增大,通信性能整体下降。
关键词
声涡旋
轨道角动量
环形相控阵
模式分解
串扰
接收偏角
Keywords
acoustic vortex
orbital angular momentum
circular phased array
mode decomposition
crosstalk
receiving deflection angle
分类号
TB566 [交通运输工程—水声工程]
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职称材料
题名
无人工结构辅助的表面等离激元涡旋场激发研究
2
作者
郑佳新
陈佳
陶少华
张榕鑫
王大鹏
机构
厦门大学
电子
科学与
技术
学院
(
国家
示范性
微电子学
院
)
中南
大学
物理与
电子学
院
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期2955-2963,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(62001404)。
文摘
光学涡旋是一种携带轨道角动量(OAM)的特殊光场,它可以对微观粒子实现精确地无接触操控,但光学涡旋的生成一般需要复杂的光路系统或昂贵的微纳结构加工辅助实现。针对这一问题,提出一种无结构产生表面等离激元涡旋的方法,基于光的自旋轨道耦合理论与表面等离激元激发原理,利用时域有限差分法(finite difference time domain,FDTD)仿真所产生的表面等离激元涡旋场,研究金膜厚度、透镜的数值孔径(NA)以及入射圆偏振光的手性对光学涡旋场的影响。研究结果表明:当入射光波长为633 nm时,能有效激发表面等离激元的金膜厚度为50 nm左右,入射光经过高数值孔径的聚焦后照射在金膜上能够形成一阶的表面等离激元涡旋场,且该涡旋场的振幅和相位分布与入射圆偏振光的偏振特性有关,同时,数值孔径是形成一阶表面等离激元涡旋场的重要因素。本文所提出的光学涡旋场产生办法具有不依赖波长的优点,可满足宽谱器件的应用需求。
关键词
轨道角动量
表面等离激元涡旋
数值孔径
Keywords
orbital angular momentum
surface plasmon vortex
numerical aperture
分类号
O436 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于轨道角动量复用的声波通信特性及环形相控阵设计
聂斌
袁飞
陶少华
张榕鑫
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
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职称材料
2
无人工结构辅助的表面等离激元涡旋场激发研究
郑佳新
陈佳
陶少华
张榕鑫
王大鹏
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
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