轨道角动量态复用通信研究  

Communications using orbital angular momentum multiplexing

作　　者：赵生妹[1,2] 蒋欣成 巩龙延[3,4] 程维文[1,4] 郑宝玉[1,2] 

机构地区：[1]南京邮电大学信号处理与传输研究院,江苏南京210003 [2]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 [3]南京邮电大学信息物理研究中心,江苏南京210003 [4]南京大学固体微结构物理国家重点实验室,江苏南京210093

出　　处：《南京邮电大学学报（自然科学版）》2015年第6期1-13,共13页Journal of Nanjing University of Posts and Telecommunications：Natural Science Edition

基　　金：国家自然科学基金(61271238;61271240;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

摘　　要：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。Orbital angular momentum（ OAM） is carried by a beam with a spiral phase and the spiral phase is determined by its topological charge. The unlimited index of the topological charge and the orthogonality among different OAM indexes results in that OAM is a new degree of freedom for multiplexing,similar to energy,wavelength and polarization. The research on the OAM multiplexed communication system attracts much attentions. This paper describes the concept of OAM,OAM multiplexing,and the progress of OAM multiplexing in free-space optical communications,fiber communications and radio communications. The OAM multiplexing communication system can improve the system capacity and the spectral efficiency,thus it has application prospects.

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 

分 类 号：O431.2[机械工程—光学工程]