双涡旋光斑随传输距离演变实验分析

陈亚群,孙 奎,陈建飞,张 胜

(南京邮电大学光电工程学院,南京 210046)

双涡旋光斑随传输距离演变实验分析

陈亚群,孙 奎,陈建飞,张 胜

(南京邮电大学光电工程学院,南京 210046)

涡旋光束携带的轨道角动量可以传递给粒子实现对粒子的微操控,利用轨道角动量可以对信息进行编码实现自由空间光通信,因而涡旋光的传输特性成为了近年来的研究热点。根据ABCD光学矩阵原理对双涡旋光束的光强表达式进行了推导,利用MATLAB软件对内外环拓扑荷值为整数且保持不变的双涡旋光束传输特性进行了仿真研究。实验结果表明,传输过程中光斑中心的暗核能够完整地保留下来,且不会影响涡旋光束的轨道角动量。这表明双涡旋光束在传输过程中具有稳定性,适用于自由空间的光学通信系统。

双涡旋光束;传输特性;光强分布;稳定性

0 引 言

涡旋光束的波前分布呈螺旋结构,其相位的不确定使得光束中心区域在传输过程中会形成奇点,在相位奇点处光强为零,无加热和衍射效应。随着对涡旋光束研究的深入,涡旋光束的产生、传输与应用成为近年来光学研究领域的热点。目前涡旋光束的产生方法主要有螺旋相位板法、全息图法和空间光调制器法[1]。涡旋光束可对微粒进行操控,在信息处理、光学通信以及量子计算等方面都有较好的发展前景。此外,相对于单束涡旋光束,多涡旋光束能携带多个轨道角动量,传输的信息量更大,稳定性更高,衍射更低[2-3]。……