空分復(fù)用技術(shù)是什么？

自由空間光通信已經(jīng)在各個(gè)無線通信領(lǐng)域有了飛速的發(fā)展，比如衛(wèi)星通訊、移動(dòng)和固定終端的互聯(lián)、室內(nèi)通信系統(tǒng)等。光波的振幅、相位、偏振、波長(zhǎng)和時(shí)間維度已經(jīng)被廣泛利用來提高光通信容量。除了這些傳統(tǒng)的復(fù)用技術(shù)，空分復(fù)用(SDM)技術(shù)利用光波的空間自由度來提高通信容量最近正越來越多受到廣泛關(guān)注。

武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室王健教授領(lǐng)導(dǎo)的多維光子學(xué)實(shí)驗(yàn)室(MDPL：Multi-DimensionalPhotonicsLaboratory)利用軌道角動(dòng)量(OAM)光束和矢量光束開展了SDM以及編解碼的相關(guān)研究并取得了一系列進(jìn)展。

(1)博士生杜竫利用貝塞爾光束的OAM拓?fù)潆姾蓴?shù)實(shí)現(xiàn)了可見光波段的12米距離貝塞爾光束多進(jìn)制編碼/解碼。由于貝塞爾光束的無衍射特性，這種編碼解碼技術(shù)能抵抗路徑遮擋物的影響。該工作發(fā)表在OpticsLetters上。

圖一 16和32進(jìn)制貝塞爾光束編碼解碼

(2)碩士生趙一凡利用矢量光的不同空間偏振態(tài)實(shí)現(xiàn)了多進(jìn)制編碼/解碼。通過一個(gè)空間光調(diào)制器加載不同的相位信息，16種不同態(tài)的矢量光束被產(chǎn)生出來并代表16進(jìn)制數(shù)。實(shí)驗(yàn)還研究了這種編碼解碼的誤碼率并展示了其低誤碼率的傳輸特性。該工作發(fā)表在OpticsLetters上。

圖二 利用矢量光編碼解碼傳輸圖片

(3)博士生朱龍通過使用一種特殊設(shè)計(jì)的相位圖實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了從單個(gè)高斯光束模式到多個(gè)貝塞爾光束模式的數(shù)據(jù)廣播并驗(yàn)證了這種自由空間廣播抵抗路徑遮擋物的影響。實(shí)驗(yàn)還研究了20Gbit/sQPSK信號(hào)通過這種廣播系統(tǒng)的誤碼率特性。該工作發(fā)表在OpticsLetters上。

圖三 從單個(gè)高斯光束模式到多個(gè)貝塞爾光束模式的數(shù)據(jù)廣播示意圖