[发明专利]一种太赫兹涡旋光束轨道角动量态的解调装置和方法

摘要

本发明公开了一种太赫兹涡旋光束轨道角动量态的解调装置和方法。轨道角动量态作为全新的通信自由度有望极大地提高现有通信系统的容量和谱效率，利用光学坐标变换的原理，将携带单一轨道角动量的涡旋光束的强度分布由圆环状变为直线状，同时将角向相位分布变为线性相位梯度，这一线性相位梯度正比于涡旋光束的拓扑荷，变换后的光束经过单一聚焦透镜在其后焦面上形成不同位置的光斑。这一方法可以同时对多个轨道角动量光束进行高效分离，有望在基于轨道角动量的自由空间太赫兹无线通信系统中得到应用。

主权项

一种太赫兹涡旋光束轨道角动量态解调装置，其特征在于，包括在同一光路上的轨道角动量解调模块和轨道角动量探测模块；其中：所述轨道角动量解调模块用于将太赫兹涡旋光束的环状光强的涡旋光束变换成倾斜平面波，倾斜程度正比与输入太赫兹涡旋光束的拓扑荷；轨道角动量解调模块由同一光路的光学坐标变换器件和相位纠正器件依序组成；其中，所述光学坐标变换器件和相位纠正器件均为纯相位器件，光学坐标变换器件用于入射涡旋光束提供坐标变换所需的相位畸变，相位纠正器件用于纠正太赫兹涡旋光束经过坐标变换后的残余相位畸变；所述的轨道角动量探测模块用于将不同倾斜平面波聚焦在焦平面处的不同位置，实现对不同倾斜平面波的分离，其由同一光路的聚焦透镜和探测器件依序组成；其中，所述聚焦透镜用于聚焦坐标变换后的太赫兹倾斜平面波，所述探测器件位于聚焦透镜后焦面，用于探测不同太赫兹倾斜平面波聚焦之后的光斑，该光斑的位置与输入太赫兹涡旋光束的拓扑荷成比例关系；根据光斑的位置，即可解调出输入太赫兹涡旋光束的所携带的拓扑荷。