我國首次實現(xiàn)光學(xué)軌道角動量光的非線性操控

記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校光學(xué)與光學(xué)工程系光纖與激光技術(shù)許立新課題組，首次設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于色散管理的新型渦旋光纖，該渦旋光纖可操控軌道角動量光的非線性。該小組與中科院量子信息重點實驗室史保森教授合作進行了相關(guān)實驗驗證，研究成果日前發(fā)表在應(yīng)用物理權(quán)威雜志《應(yīng)用物理評論》上。

基于光學(xué)軌道角動量復(fù)用技術(shù)的高維光通信技術(shù)可大幅度增加光子的信息攜帶量，提高光通信網(wǎng)絡(luò)的信道容量，是未來光通信系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢。高維復(fù)用光通信系統(tǒng)中，由于涉及多種模式的時分、波分及模分復(fù)用，光纖中的非線性效應(yīng)難以對其實現(xiàn)有效操控，制約了高維光通信技術(shù)的發(fā)展?；谲壍澜莿恿抗獾姆蔷€性控制一直是高維光通信中懸而未決的問題。

實驗驗證原理及數(shù)據(jù)

科研人員通過對渦旋光纖空間維度的群速度色散特性操控，不僅實現(xiàn)了穩(wěn)定的軌道角動量模式傳輸，而且同時實現(xiàn)了多個模式相位匹配，在實驗上首次驗證了一種低串?dāng)_、多模式的軌道角動量光的模內(nèi)四波混頻現(xiàn)象，實驗結(jié)果與設(shè)計理論相符。同時，這種新型的渦旋光纖具有相當(dāng)平坦的非線性增益帶寬，可同時對多個軌道角動量模式提供放大，為高維復(fù)用光通信光放大提供一種技術(shù)途徑。