oam态提取方法及其在复用通信系统中的研究

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1、单位代码：１０２９３密级；公开？女化Ａ考巫《隹硕曜论文题目；ＯＡＭ态提取方法及其在复用通信累统中的研究学号１２１３０１２５１７姓名顾晓帆导师赵生妹教授专业学位类别工程硕古类型全日制—专业（领域）．‘．．｜电子与通信工程．＇．；一论文提交日期二〇—六年Ｈ月：．１一，Ｉ南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研巧成果。

2、？ｉ尽我所知ｔｉ？，，除了文中特别加标注和致谢的地方外论文中不包含其他人已经发表或撰写过。的研巧成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意与我。一本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。－此冲１１＾°［研究生签名：日期：马南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可Ｗ保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和

3、借阅；可封将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可心：＾采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文巧的内容和纸质一论文的内容相涉密致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。学位论文在解密后适用本授权书。研巧生签名：辟成机导师签名：日期：Ｌｏｌｌ，ｑ．ｆ。ｒStudyontheextractionmethodsofOAMstatesandtheirapplicationsinmultiplexingcommunicationsystemT

4、hesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofMasterofEngineeringByGuXiaofanSupervisor:Prof.ZhaoShengmeiMarch2016摘要轨道角动量（OAM）态的提取（包括检测和分离）方法是OAM复用通信系统的一项关键技术。良好的提取方法可以极大地降低通信系统的复杂度，并且可以进一步提高系统的传输速率和可靠性。因此，研究高效、可靠的OAM态提取

5、方法具有重要的应用前景。论文研究OAM态的提取方法，并分析其在自由空间光（FSO）通信系统中的应用性能。首先提出了一种基于快速傅立叶变换（FFT）的复用OAM态成分检测方法，其核心是利用FFT将空间域中混叠的复用OAM态转换至拓扑荷（TC）域中离散的OAM本征态上，并通过基于OAM区间总能量的判决方式从TC域中提取出复用OAM态的成分信息，从而实现解复用过程。数值仿真结果表明，在选取区间合理的情况下，该方法可以有效抑制大气湍流对FSO通信系统的影响，在中等强度的大气湍流下，其系统误码率相对传统检测方法可以降

6、低至少1个数量级。然后，论文提出了一种基于法布里-珀罗（F-P）干涉的OAM态提取方法，该方法在对复用OAM态光束进行方位角延迟和比例输出的循环操作后，将多个输出光束叠加干涉，并通过设置合适的方位角度和比例系数，实现特定OAM本征态的高纯度提取。数值仿真结果表明，在中等强度的大气湍流下，基于该方法的OAM光中继传输方案可以显著提高FSO通信系统的传输距离，并且维持传输复用OAM态的纯度。最后，论文给出了一种基于极化-OAM杂合态的复用OAM态分离方法，该方法通过一系列的极化操作，将不同相位特征的OAM态投影

7、到两个相互正交的极化方向上，并最终通过极化分束器实现分离。进一步的，论文将该方法应用于级联系统中，提出了任意复用OAM态光束的分离方案，并建立了Labview极化库来完成数值仿真。仿真结果表明，该方案有着极高的分离效率，并且不会对OAM态的空间结构产生破坏。关键词:轨道角动量，自由空间光通信，提取，检测，分离IAbstractThemethodofextractingOAMstates(includingdetectionandseparation)isakeytechnologyinopticalcomm

8、unicationsystembasedonorbitalangularmomentum(OAM)multiplexing.Agoodextractingschemecangreatlyreducethecomplexityofthecommunicationsystem,andcanfurtherimprovethetransmissionrateandthereliabilityofthesystem.So,