|新技术促进大容量CVB通信技术的发展
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a1 ， 高斯光束入射时各衍射阶数的偏振和强度分布；a2 ， 圆柱形矢量光束（CVB）（m=-1）入射时各衍射阶数的偏振和强度分布；b1 ， 含4个模式的被测共轴CVB；b2-b5 ， 不同CVB模式通道分接后的高斯点 。 （图片来源：陈书青 ， 谢志强 ， 叶华鹏 ， 王新柔 ， 郭正浩 ， 何延亮 ， 李瑛 ， 袁小聪 ， 范滇元）
圆柱形矢量光束（CVB）的复用技术已逐步成为扩增信道的有效手段 。 如何耦合和分离圆柱形矢量光束是CVB复用通信的两个关键技术难点 。 尽管现在可以通过微型达曼涡流光栅等离轴控制技术来实现光束的耦合和分离 ， 但这种技术因其只含相位光栅结构而仅限于操纵同质的偏振光束 。 对于非同质偏振的圆柱形矢量光束则需采用梯度相位装置来在左旋和右旋圆偏振（LHCP/RHCP）状态间产生一个梯度相位差 ， 使得以不同角度从离轴入射的圆柱形矢量光束携带不同的相位经行共轴传播 。 尽管离轴控制技术已有长足的进步 ， 但其偏振态控制仍存在一定的技术挑战 。
圆柱形矢量光束可以通过解析琼斯矩阵被分解为两个具有共轭拓扑电荷的正交圆偏振涡流束的线性叠加 。 随后 ， 通过独立调制左旋圆偏振和右旋圆偏振两个分量的相位来实现圆柱形矢量光束的离轴控制 ， 因此 ， 模式耦合和分离就可以通过引入梯度相位的变化来实现 。 光学超表面是一种微纳光学器件 ， 通过安装人工纳米天线来实现对相位、振幅和偏振的控制 。 研究表明 ， 超表面利用自旋和轨道的相互作用实现了圆偏振的相位调制 ， 继而可以实现独立地控制两种圆偏振的相位 。
（图片来源：TheDigitalArtist/Pixabay）
《光科学与应用》（LightScience&Application）杂志展示了由中国深圳大学的范滇元教授、袁小聪教授和李瑛教授及其合作者领导的科学团队的新工作 。 他们提出了一种基于金属-电介质-金属超表面的方法来实现CVB复接/分接的离轴偏振态控制 。 由于光路的可逆性和矢量模式的守恒性 ， 圆柱形矢量光束的左旋和右旋圆偏振分量被经过合理设计的超表面结构通过自旋-轨道相互作用分别实现独立调制 ， 随后则可以实现复接和分接 。 更值得一谈的是 ， 这项研究所提出的CVB复接/分接方法可以在宽带响应和正交偏振调制方面与波分复用和偏振分复用方法兼容 。 因此可见 ， 这种复接/分接技术将有利于大容量CVB通信技术的发展 。
【|新技术促进大容量CVB通信技术的发展】（图片来源：Stop_mashina/Pixabay）
翻译：范嘉豪
审校：张和持
引进来源：techxplore
本文来自：中国数字科技馆
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