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径向剖面定制的轨道角动量模式：在目标接收平面呈现定制高斯光强分布

DOI：10.1016/j.optcom.2019.01.022 期刊：Optics Communications 出版年份：2019 更新时间：2025-09-22 17:55:38
摘要： 我们提出了一种改进贝塞尔叠加高斯（MBSG）轨道角动量（OAM）模式，该模式传播至目标接收平面后可形成具有定制高斯振幅分布的场。我们在空间域和波矢域分别推导了源平面处MBSG OAM模式的解析表达式，发现这两种表示形式具有数学形式的相似性。基于这一特性，我们提出利用傅里叶变换方法在源平面构建MBSG OAM模式。与常规报道的OAM模式不同，MBSG OAM模式在接收平面的场始终呈现定制化的非环形高斯强度分布。这一特性可应用于投影相位平坦化OAM测量，并能减少实际应用中湍流引起的OAM模式散射。
作者： Chunyi Chen，Huamin Yang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

在源平面理论上构建具有不同指数的光学轨道角动量（OAM）模式，使其在目标接收平面演化为定制的高斯形式，旨在优化OAM检测并降低光通信等应用中湍流引起的散射。

研究成果

MBSG OAM模式被推导并显示在目标接收平面演化为高斯强度分布，在OAM检测效率和降低湍流散射方面具有优势。提出基于傅里叶变换的构建方法，发现这些模式携带有限能量，适用于光通信和测量的实际应用。

研究不足

该研究为理论性研究，未包含实验验证。所提出的基于傅里叶变换的方法假设了理想条件（如无限大的透镜孔径），且可能无法解释实际缺陷（如渐晕效应）或超出弱扰动范围的大气湍流影响。

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