法布里-珀罗共振腔:轨道角动量空分复用通信信道愈合能手
【深圳大学袁小聪教授、林佼教授团队】


        涡旋光束,通常指具有螺旋相位因子的光束,且光束中的每个光子携带lhl为拓扑荷数)的轨道角动量(OAM)。理论上,轨道角动量拥有无限个本征态,对应不同的l值。所以,OAM光束可承载无穷多比特的信息。这个重要的特性使OAM成为用于经典和量子数据编码的一个新维度,可以在自由空间空分复用 (space-division multiple, SDM) 光通信系统中承载更多的信息。

       目前商用领域的复用技术多采用波分复用来扩大信道容量,而OAM光可以在同一波长时无限增加新自由度的编码信息,成为克服传统方法中信道容量枯竭的有效手段。但是在实际传输过程中,具有l阶的OAM光常受到大气湍流或障碍物的扰动使得通信信道受损,进而造成信道串扰,降低信噪比,影响通信质量。
       深圳大学纳米光子学研究中心的袁小聪教授、林佼教授团队,提出采用法布里-珀罗(FP)共振腔对OAM受损信道进行治愈,该技术成功实现了阻挡率为50%的OAM信道治愈。
       如下图所示,该团队采用扫描式共聚焦FP腔,利用压电传感器调节腔的长度来调谐特定的输出OAM信道。由于FP腔具有非常高的Q值响应,当OAM光束在腔内共振时,经过多次往返反射,完成了OAM光束的治愈。该技术可广泛应用于OAM-SDM安全通信和量子保密传输领域。


研究团队简介
        深圳大学纳米光子学研究中心由袁小聪教授领导,创建于2013年,旨在打造一个包含微纳光学基础研究、功能器件制备、评价和应用的创新科研平台,致力于超分辨显微成像和超灵敏度传感、轨道角动量光通信与光互联、光学微细加工和纳米光子及光电器件等方面的研究。研究团队目前拥有包括教育部长江学者、英国皇家工程学院院士、基金委优秀青年、教育部新世纪优秀人才、深圳市孔雀人才等在内的10余位优秀中青年教师,是一支极具创造力年轻且富有经验的科研团队。目前承担的各类项目共30项,其中国家级项目16项,省市级项目14项,包括国家基金委重大科研仪器研制项目1项,国家基金委重大项目课题1项,国家973项目课题1项,国家基金委重点项目1项,国家基金委优秀青年项目2项,深圳市孔雀人才科研启动项目4项,总研究经费达8000余万元,发表SCI论文100余篇。研究团队在深圳大学各级领导的大力支持下,获得了长足的发展,目前已吸纳博士后11名,博士研究生9名,硕士研究生33名。

相关论文
Wei S B, Wang D P, Lin J, Yuan X C. Demonstration of orbital angular momentum channel healing using a Fabry-Pérot cavity. Opto-Electronic Advances 1, 180006 (2018).
DOI:10.29026/oea.2018.180006