轨道角动量光束：提升光通信编码与解码效率的新策略

本文主要探讨了"具轨道角动量光束在光通信编码及解码中的应用研究"。光通信是一种利用光信号进行信息传输的技术，其中，无衍射光因其稳定的横向强度分布和良好的方向性，以及传输距离远的特性，被赋予了新的研究价值。特别是那些具有轨道角动量的无衍射光，它们承载的信息量更大，能够在传输过程中保持独特的优势。 作者首先分析了轨道角动量光束和无衍射光在空间传输中的特性，这两种光束的特点使得它们在光通信中具有很高的潜在价值。为了实现高效的编码和解码，研究者利用计算全息图技术，将其作为一种反射式相位调制的空间光调制器（SLM），这种设备可以精准地进行光学变换，从而对光束进行复杂的数据编码。 具体来说，文章提出了一个方案，即利用拉盖尔-高斯（LG）光束通过锥形透镜构成的模式转换器，将其转化为具有相同拓扑荷的高阶Bessel无衍射光束。这种转换不仅保留了原有光束的轨道角动量特性，还提升了光通信系统的安全性，因为高阶Bessel光束的结构使得信息编码更为密集，且不容易受到外部干扰，从而增强了保密性。 通过这种具有轨道角动量的高阶Bessel无衍射光束进行光通信，可以显著提高信息传输的密度和准确率。这不仅对于长距离、高速度的光通信系统具有重要意义，也对未来的量子通信、光纤通信等领域的发展有着积极的推动作用。 本文的创新之处在于将轨道角动量光束和无衍射光的特性相结合，开发出一种新型的光通信编码和解码方法，这将为提升通信效率和保障信息安全提供新的解决方案。此外，文中涉及到的关键技术和原理，如计算全息图、空间光调制器和模式转换器，都是当前光通信领域的热点研究内容，对于深入理解光通信技术的前沿进展具有重要的参考价值。