[发明专利]OV光束的OAM检测装置

说明书

本文公开一种OV光束的OAM检测装置，包括：数字微镜器件DMD、透镜、多模光纤耦合器、多模光纤阵列以及光功率计；其中，所述透镜设置在所述DMD产生的衍射光斑处；所述多模光纤耦合器设置在所述透镜的焦平面处，并接有所述多模光纤阵列；所述多模光纤阵列的一端接入所述多模光纤耦合器，另一端连接所述光功率计。本文的OAM检测装置，可以对多路OV光束的能量进行并行检测，大大提高了检测效率，能量利用率得到了大幅度的提高，操作也更加方便可靠。

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光学旋涡(Optical Vortices，OV)光束的轨道角动量(Orbital Angular Momentum，OAM)检测装置。

背景技术

随着光通信技术的飞速发展和密集波分复用(DWDM)技术的广泛应用，用于光信号传输、处理的器件向高集成和阵列化方向发展，各种高性能和超高速交换系统对其内部各元素之间与外部其他系统之间的通信连接都提出了高密度、高带宽和低损耗的要求。随着对带宽需求的增大，电互连已经成为高速处理器与高速网络之间的一个瓶颈。用光互连取代电互连，已经成为必然的发展趋势。同时，随着并行多处理器等并行技术的发展，并行光互连已经得到了广泛的重视。光互连是以光子作为信息载体来实现计算单元之间的信息交换。由于光互连的速度高、光波独立传播无干扰、互连数目大，互连密度高、功耗低、能避免“电子瓶颈”、以及可实现波长通道等优点，在计算机系统中、信息处理技术等方面的应用是必不可少的，主要表现在数据交换、消除“电子瓶颈”和拓扑结构等方面。光互连的分类从结构来看，可分为：芯片内的互连、芯片之间的互连、电路板之间的互连、计算机之间的互连；从互连所采用的信道来看，可分为：光纤互连、波导互连、自由空间互连等。各种结构有各自的信息处理功能。同时，光互连技术在通信带宽、等程传输、抗电磁干扰及低能耗等方面与电互连相比也有巨大的优势。

光学旋涡(Optical Vortices，OV)是一种波前沿传播方向具有螺旋形式的光束。当光波相位具有螺旋型波前结构时，波前会绕着传播方向轴以螺旋方式旋转。光学旋涡光子都具有确定的轨道角动量(Orbital Angular Momentum，OAM)轨道角动量是表征光学旋涡的特征参数。由于旋涡光束自身的干涉相消，光束的远场衍射图样看起来就是一个光亮环，其中心部分呈暗斑。螺旋型波前和相位奇点就是它两个主要特征。根据电场的螺旋相位在传播一个波长光程内绕光轴旋转2π整数倍，不同的轨道角动量光束可以用拓扑荷L(Topological Charge)来表征，L可取任意的整数。理论和实验表明，这种轨道角动量光束光场中的每个光子具有特定的轨道角动量L。理论上L的可能取值范围为所有整数。因此可以利用光学旋涡的拓扑荷完成数值控制，使其能够充分应用在光子计算、超导薄膜、量子信息、自由空间光通信等方面。

相关技术中，OAM检测系统的检测端是用单模光纤对其中一路信号进行检测。首先，需要将同轴多路的OAM信号还原成高斯点，将其中一路高斯点耦合进单模光纤，再利用光功率计得到该路信号的能量大小，此方式不仅操作繁琐，而且测量结果误差较大。

基于以上原因，需要一种能够实现并行检测且提升检测效率的OAM检测方案。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种OV光束的OAM检测装置。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种光学旋涡OV光束的轨道角动量OAM检测装置，包括：数字微镜器件DMD、透镜、多模光纤耦合器、多模光纤阵列以及光功率计；其中，

所述透镜设置在所述DMD产生的衍射光斑处；

所述多模光纤耦合器设置在所述透镜的焦平面处，并接有所述多模光纤阵列；

所述多模光纤阵列的一端接入所述多模光纤耦合器，另一端连接所述光功率计。