本创新成果聚焦于光通信技术,详细介绍了一种新型环形空间光学轨道角动量(OAM)模式转换器。该设备由旋转机构和光学调制平面组成,具备将同轴OAM光束转换为所需模式的能力。
背景技术
当前的空间轨道角动量模式转换器一般为涡旋相位板、空间光调制器和坐标变换(解)复用元件等。其中,l阶涡旋相位板上刻有l阶轨道角动量的模式的相位,能够将高斯光调制为l阶涡旋光或是将l阶涡旋光调制为高斯光,其缺点为:
(1)一块涡旋相位板只能对应一种涡旋相位,倘若需要调制或解调其它轨道角动量模式,需要切换新的涡旋相位板。
(2)涡旋相位板一般对应涡旋光与高斯光,不能定制解调模式。
(3)为了保证涡旋相位板能够覆盖光的模式场大小,一块涡旋相位板需要保证其拥有一定的应用面积,而多块涡旋相位板复合的器件占用非常大的面积。
空间光调制器可以通过在其之上施加相应的涡旋相位板或是其它相位结构来实现轨道角动量模式的光学转换,但是空间光调制器是偏振相关的器件,每次只能对一种偏振进行调控,而大部分的光通信系统都需要应用两个正交偏振态,因此应用空间光调制器会损失偏振信道数与部分光能量。坐标变换的轨道角动量复用或解复用器件通常在轨道角动量模式一侧是共轴的,通过将轨道角动量模式映射为具有倾斜相位的条状光斑,再通过透镜来聚焦到焦平面不同的位置,从而实现解调,但输出端的解调光斑阵列排布,通常用于对应光纤阵列,但倘若需要用一个光纤实现不同轨道角动量模式,则势必会改变轨道角动量端光轴位置。
为此,提出一种环形空间光学轨道角动量模式转换器解决上述问题。
实现思路