[发明专利]一种轨道角动量相干解复用的装置及分离检测的方法

权利要求书

1.一种轨道角动量相干解复用的装置，其特征在于，所述装置包括：

用于将入射光束进行分束的分束器；

设置在所述分束器正下方的用于调节光的传播方向和实现光的奇数次反射的反射镜；

设置在所述分束器后方的用于将具有特定拓扑荷的涡旋光转换成基模高斯光的液晶空间光调制器；

设置在所述液晶空间光调制器后方用于实现某一特定拓扑荷的OAM信道和其他OAM信道的分离的相干分离单元；

设置在所述相干分离单元内部用于实现光束的相位偏移π的移相器；

设置在所述相干分离单元以及所述反射镜后方用于实现光电转换的光电探测器；

设置在所述光电探测器后方用于将两路电流进行差分，进而将涡旋光上加载的信息提取出来的差分电路；

所述分束器、液晶空间光调制器、相干分离单元、光电探测器以及差分电路依次设置在同一光轴上；所述反射镜、光电探测器以及差分电路依次设置在同一光轴上；所述装置用于实现OAM的相干分离检测；

所述相干分离单元由3块反射镜，2个分束器和1个移相器组成，第一分束器沿垂直方向将光束发射到第一反射镜，第一反射镜通过第二反射镜将光束反射到第三反射镜上，通过第三反射镜将光束反射到第二分束器上，第一分束器同时沿水平方向将光束发射到移相器，通过移相器再将光束发射到第二分束器。

2.根据权利要求1所述的轨道角动量相干解复用的装置，其特征在于，所述分束器用于将接收端接收到的已知光束等分为多束光的数量为复用的OAM数目。

3.根据权利要求1所述的轨道角动量相干解复用的装置，其特征在于：所述3块反射镜用于将涡旋光进行奇数次反射，实现拓扑荷的反转。

4.根据权利要求1所述的轨道角动量相干解复用的装置，其特征在于，所述移相器用于将光束的相位偏移π。

5.根据权利要求1所述的轨道角动量相干解复用的装置，其特征在于，所述液晶空间光调制器上加载对应特殊设计的全息相位图。

6.根据权利要求1或5所述的轨道角动量相干解复用的装置，其特征在于，所述液晶空间光调制器可用特殊设计的螺旋相位板或者光栅进行替换。

7.一种如权利要求1所述的轨道角动量相干解复用的装置实现OAM的相干分离检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，将接收到的已知光束作为入射光场经过多个级联的分束器之后，将入射光场分成N束光，数量为复用的OAM数目；

步骤B，将经过分束后的某一束光进行分束得到功率相等的两束光A₁和A₂，并将A₁投射到加载了对应全息相位图的液晶空间光调制器上，对其中拓扑荷为l₁的涡旋光进行解调，将其还原成基模高斯光，得到混合了基模高斯光和涡旋光的光束；

步骤C，将得到的混合光束入射到相干分离单元，先利用第一分束器对该混合光束再一次进行分束得到功率相等的两束光B₁和B₂，将B₁进行奇数次反射，得到C₁，同时将B₂经过一个移相器，使其相位偏移π，得到C₂，之后将C₁和C₂进行合束，最后经过相干分离单元后得到D₁；

步骤D，将A₂和D₁分别经过光电探测器，转换得到电流I₀和I₁；

步骤E，利用差分电路将I₀和I₁做一个减法，得到I₂，I₂仅包含由拓扑荷为l₁的涡旋光上携带的信息。