根据广义Mie理论,研究了具有轨道角动量拉盖尔-高斯光束(LGB)的空间传输特性以及单粒子散射特性.在单体球粒子对高斯光束散射研究的基础上,分析了在自由空间不同传输距离LGB光束的光强分布情况,在不考虑散射和波束相移关系的情况下,将LGB作为入射高斯光束,通过对波束入射时的散射衰减截面求解得到波束因子,利用矢量球谐函数对入射高斯波束进行展开,从而研究了单球粒子在在轴条件下对具轨道角动量高斯波束入射的散射问题.通过数值计算,讨论了散射强度及角分布在不同波束宽度情况下对其散射特性的影响,并与平面波的情况做了对比.结果表明,当波束束腰半径较小时,束腰半径对衰减率的影响较大,而当束腰半径远大于粒子半径时,接近于平面波的情况.
轨道角动量技术为高速光通信提供了一个全新的复用维度,实现大容量、高频谱利用率的光传输。本文在介绍轨道角动量技术的基本原理基础上,从轨道角动量技术在光通信网络中实现点对点大容量传输和动态组网两个方面分析了轨道角动量技术的应用发展方向,重点分析了OAM技术中OXC节点和OADM节点的逻辑功能、组网方式和应用场景,进而分析了其技术优势,以及该技术研究中的局限性、面临的挑战以及应用前景展望。
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