【摘 要】
：
光波的物理维度资源包括幅度、相位、波长、时间、偏振等,对光波物理维度的调控广泛应用在与光相关的各个领域中。除了这些维度,光波的横向空间分布即空间模式,近年来也得到了越来越多的关注。空间模式调控在光通信和光镊等多个领域具有重要应用。一方面,高速大容量是未来通信发展的必然趋势,空间模式可以作为信息载体,利用空间模式的信息复用技术可以为光通信可持续扩容提供有效途径;另一方面,传统应用叠加信息化技术,即信
论文部分内容阅读
光波的物理维度资源包括幅度、相位、波长、时间、偏振等,对光波物理维度的调控广泛应用在与光相关的各个领域中。除了这些维度,光波的横向空间分布即空间模式,近年来也得到了越来越多的关注。空间模式调控在光通信和光镊等多个领域具有重要应用。一方面,高速大容量是未来通信发展的必然趋势,空间模式可以作为信息载体,利用空间模式的信息复用技术可以为光通信可持续扩容提供有效途径;另一方面,传统应用叠加信息化技术,即信息泛在化也是未来的重要趋势（如通信感知一体化）,空间模式可以用于光镊,利用空间模式调控的信息化光镊技术可以增加传统光镊应用的灵活性和智能化程度。本文针对空间模式调控及其在信息复用传输和信息化光镊中的应用展开系统深入探究,具体研究内容如下:（1）空间模式调控的基础理论和关键技术研究。重点分析了矢量模式、线偏振（LP:linearly polarized）模式和轨道角动量（OAM:orbital angular momentum）模式的基础理论和相互间的转换关系,详细阐述了空间模式的产生、解调方式和复用解复用技术。实验研究了多种空间模式调控技术,包括:（1）利用设计研制的反射型超表面调控产生OAM模式;（2）利用少模光纤中一阶模群内两个矢量本征模式(即TM01模与TE01模)之间所固有的微弱退简并特性,发现了自旋轨道映射新现象,为空间模式提供了新的调控手段。（2）实验研究了弱导环形光纤OAM模式信息复用传输。（1）设计、制备并表征了两种环形光纤（支持4个模群的3阶光纤和6个模群的5阶光纤）的多种参数,实测传输损耗0.2～0.25 d B/km,通过测试模式差分群延时（DGD:differential group delay）验证了3阶光纤4个模群全部分开、5阶光纤5个高阶模群分开,测试验证了其优异的低模间串扰特性和低弯曲损耗特性;（2）分别实验实现了25.32 km 3阶光纤和50 km 5阶光纤两个模式复用通信;（3）通过与光纤环路结合,使用3阶和4阶两个OAM模式,通过实验评估单个模式和复用通信的性能,验证了单圈50 km总长度300 km的OAM模式光纤复用通信。（3）理论和实验研究了空气芯光纤中多种空间模式信息复用传输的性能差异。（1）利用模式耦合理论,定性分析了LP模式和OAM模式各自的耦合特性;（2）实验研究了空气芯光纤中多种空间模式的传输特性和通信性能,分别通过模式走离测量和通信误码率测试,验证了圆偏振OAM模式的无模式走离和低串扰传输特性,实验验证了圆偏振OAM模式复用传输的强抗干扰性,证明其在空气芯光纤中传输的优越性。（4）实验研究了OAM模式在信息化光镊中的应用。（1）通过对多个空间模式的编码调控,实现了信息在光镊中的编码传输;（2）采取多级幅度调制输入光,实现了多种进制幅度调制信息在光镊中的传递;（3）实验研究了双输入光镊的特性并实现了支持多种逻辑门操控的信息化光镊,实现了多种逻辑门信息化光镊操作。三种信息化光镊的实施验证了光镊中粒子运动可以叠加信息传递,增加了传统光镊应用的灵活性和智能化程度。
其他文献
随着云技术的快速发展,微服务以其耦合性低和扩展性高的特点,逐渐成为IT系统的主流技术架构。同时,由于Docker等相关技术的发展与完善,许多大型企业都选择将容器云平台作为系统运行的基础设施架构。随着运行在容器中的微服务越来越多样化,其结构也越来越复杂,一旦服务中出现局部异常其往往会扩散从而触发大量的并发异常告警。为了保证微服务系统的正常运行,需要对众多微服务进行异常检测,同时能够快速定位导致并发异
猪肉是关乎国计民生的重要食品,生猪价格自然而然也受到了社会的广泛关注,然而,近年来生猪价格波动异常,经常陷入“猪贵伤民,猪贱伤农”的恶性循环。生猪价格的不确定性不仅不利于生猪产业的健康发展,也不利于国家经济的健康发展。因此,挖掘生猪价格的显著影响因子和对生猪市场价格做出准确的预测不仅能够减少生产经营者的经济损失,而且可以确保生猪产业健康发展,为广大人民群众的利益提供有利保障,具有重要的现实意义。虽
随着信息化技术的快速发展,用户规模持续扩大,社区电商是疫情期间兴起的一种新的购物模式,通过团长加自提的方式,为社区居民提供了便携的生活和购物服务。面向广大的消费群体和巨大流量,如何快速处理大量的请求和保证系统的高可用成为设计社区电商系统的关键点和难点。文章主要对会员、优惠、订单、购物车四大模块进行了说明和实现,在系统架构方面,前端采用微信小程序原生框架进行模块开发,提高系统的兼容性和扩展性。系统后
地下工程在开挖和支护过程中面临着众多挑战,从内部因素看,随着工程开挖深度逐级向深部延伸,地下温度较高,对岩石稳定性和力学特征的影响也尤为突出,主要表现在:随着温度的升高,岩石的相关力学性质和承载能力均会出现一定程度上的降低,导致岩石力学性能劣化。从外部环境看,在工程实践和自然界中,深部矿山在开挖过程中会受到爆破等扰动荷载的影响,其特点是作用时间短,作用强度大,作用频率快,扰动荷载会对岩土工程的稳定
化妆品作为一种与人体直接接触的生活必需品,质量安全事件频频曝光,其中重金属超标问题尤为严重。然而,传统化妆品重金属检测方法尚存在检测周期长、样品处理过程复杂、检测效率低等问题,难以适应当前化妆品质量安全的严峻局势,亟待发展新型、高效的化妆品重金属检测技术。论文以多形态化妆品中典型重金属元素为检测对象,创新性发展高效的样品前处理技术,显著提升了激光诱导击穿光谱（Laser-Induced Break
高铁牵引电机轴承作为高铁动力系统的关键部件,直接影响牵引系统的正常运转,进而影响高铁列车的安全运行。针对高铁牵引电机轴承检修过程中存在的欠维修或过度维修及到达服役时间后依然健康所造成的浪费问题,开展了高铁牵引电机轴承的剩余寿命预测研究工作。论文以已完成服役工作且健康的高铁牵引电机轴承为研究对象,通过搭建试验平台,采集轴承振动信号,对信号进行分析处理,构建CNN-LSTM网络模型,对高铁牵引电机轴承
草莓（Fragaria×ananassa Duch）是属于蔷薇科（Rosaceae）草莓属（Fragaria）的多年生草本植物,因其宜人的果实风味和丰富的营养成分而深受消费者喜欢。同时,草莓具有较高的经济价值而在世界范围内广泛栽培。在草莓生产中,开花时间决定了其果实成熟以及上市时间,进一步影响草莓的产量以及市场价值。因此,通过合理的栽培管理措施来调控草莓开花时间以及解析草莓开花时间调控过程中相关基
政府形象建设作为一项系统化的动态工作,不仅在政府的日常社会管理中有所体现,在危机应对中对政府公信力、领导力和权威性的保障及提升更是具有重要意义。新冠肺炎疫情应对中,政府各项工作通过多种传播渠道被公众所接收和感知,而这些内容的传播除了原本信息价值外,更会进一步影响公众对政府工作以及政府形象的评价。相较于其他各类媒介,社交媒体依托于互联网技术与受众间互动性最强,信息流通也最为迅速广泛,是中国政府进行信