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RSS订阅原创 光通信｜多物理维度OAM并行(解)复用
本研究提出了一种基于自旋解耦多层相位调制的多维轨道角动量(OAM)模式调控方法。针对现有OAM复用技术在多维调控方面的不足，研究团队创新性地将多平面光转换技术与五层衍射超表面平台相结合，通过整合波长相关菲涅耳衍射函数与级联相位工程调制，成功实现了OAM模式、波长和偏振的全维度解复用。该方案突破了传统离散组件配置的可扩展性限制，为光通信系统的多维复用提供了新的技术路径。相关成果发表在期刊《中国物理学报》2025年第9期。
2025-11-29 19:43:16
173
原创 光通信｜高效动态的自由空间-光纤CVB通信
本研究创新性地提出基于扭曲莫尔变换的柱矢量光束动态耦合机制，突破了传统CVB耦合中模式失配和环半径固定的技术瓶颈。通过轴锥-傅里叶变换调制与面内莫尔扭曲协同作用，实现了多模CVB发散抑制和环半径连续调控（0.0955-0.7430 mm），显著提升了自由空间至光纤信道的耦合效率和信号传输质量。该成果发表于Nature合作期刊《Communications Physics》，为光学通信领域的模式调控提供了新思路。
2025-10-24 22:16:36
209
原创 光通信｜OAM-波长可控交叉连接
本研究突破传统OAM模式-波长混合复用系统中多波长域模式交叉变换的局限性，创新性地提出基于波长依赖可旋转衍射深度神经网络（R-D²NN）的变换机制。通过集成波长敏感菲涅耳衍射与空间可旋转衍射层，实现了多波长通道的色散解耦及并行独立模式变换，成功构建了支持OAM模式与波长双维度动态数据交换的多维信道处理系统。该技术为光通信系统提供了更高效的多维信号处理解决方案，相关成果已发表于学术期刊（DOI:10.1103/pz4z-l4q3）。
2025-10-08 18:37:35
230
原创 光通信｜模分复用技术-综述
本文综述了圆对称结构光束（OAM/CVB）的模式复用/解复用技术，系统比较了光束分束器组合、多阶衍射光栅等五类典型方案，分析了其在模式转换和信道分离中的调控机制与性能边界，为高维光通信系统集成提供了理论依据。相关研究发表于Advanced Photonics Research（DOI:10.1002/adpr.202500088），并附有实验装置与测试结果图示。
2025-10-06 23:37:03
203
原创 光全息｜偏振复用的动态彩色全息
本研究提出一种基于复合相位超表面的偏振-波长双维度复用机制，突破传统动态全息中多波长与偏振独立调控的难题。通过结合几何相位和传播相位，利用非对称光子自旋转换实现正交圆偏振态的独立编码，并借助硅超原子的光谱选择性调控，成功实现红绿蓝三通道全彩动态全息显示与偏振切换。相关成果发表于Physics Letters A（DOI:10.1016/j.physleta.2025.130938）。
2025-10-06 23:35:05
292
原创 光通信｜级联相变超表面实现OAM模式切换
本研究突破传统OAM模式切换的技术瓶颈，创新性地采用级联相变超表面与偏振协同调控机制。基于Pancharatnam-Berry相位原理，利用Ge₂Sb₂Te₅材料的快速相变特性，实现偏振选择性调制螺旋相位梯度，成功完成多阶轨道角动量模式的连续快速切换与高维编码。该技术显著提升了模式切换速度和动态重构能力，为光通信与信息处理领域提供了新的解决方案。相关成果已发表于《Physics Letters A》期刊（DOI:10.1016/j.physleta.2025.130740）。
2025-10-06 23:33:54
255
原创 光全息｜OAM-旋转双维度复用全息
本文提出一种基于可旋转衍射神经网络的新型OAM模式复用全息方法，通过引入旋转状态作为额外自由度，与OAM模式构建双参数编码空间。该技术利用可旋转相位层的角度调控，实现输入OAM到多个全息图的动态映射，突破了传统固定映射的限制。实验表明，该方法可有效扩展全息信道容量，并实现高安全性图像加密。相关成果已发表于IEEE Journal of Lightwave Technology（DOI:10.1109/JLT.2025.3583344），为光学信息处理提供了新思路。
2025-10-06 23:32:07
204
原创 光通信｜可旋转DNN赋能OAM模式可控路由
本研究提出了一种基于可旋转衍射神经网络的OAM模式多端口可控路由新方法，解决了传统光路由中模式演化关联性强、灵活性不足等问题。通过调控多层可旋转相位调制层，利用OAM模式的正交特性和相位调制相关性，实现了模式演化路径的精确控制和高效路由。该方法显著提升了光路由系统的灵活性与可扩展性，为光学通信网络的发展提供了新思路。相关成果已发表于学术期刊（DOI:10.1007/s11433-024-2637-4），欢迎交流探讨。
2025-10-06 23:30:34
283
原创 光全息｜单层-级联全息像的可控切换
本文提出一种基于手征解耦Ge₂Sb₂Te₅超表面的可控级联相位调制新方法，突破传统级联全息中层间相位耦合的局限。通过利用GST材料相变特性实现纳米柱相位调制的动态开关，结合手征解耦机制，在固定结构中实现了六通道全息图像的可控切换（四幅单层+两幅级联）。该方案为多通道全息显示和高安全性光学加密提供了新思路，相关成果已发表于《中国科学》期刊。
2025-10-06 23:28:32
251
原创 光计算｜柱矢量光束倍乘运算
本研究突破传统柱矢量光模式复用中单相位乘积的限制，提出基于光线追迹控制策略的新型倍乘运算方法。通过仅相位调制的光学坐标变换技术，成功实现了2个柱矢量光模式与2个偏振复用信道的+2/-3倍乘处理。研究成果为光通信系统的模式复用与信道处理提供了新思路，相关论文已发表于《Chinese Physics Letters》。欢迎同行交流探讨（DOI:10.1088/0256-307X/41/9/094202）。
2025-10-06 23:26:53
369
原创 光通信｜OAM-波长复用信道三维路由
本研究突破传统光栅在OAM模式-波长混合路由中的局限，提出基于离轴色散管理超表面的新型路由策略。通过复合透镜与螺旋相位调制，该方案在傅里叶变换域实现精确的色散控制，解决了布拉格衍射导致的模式-波长色散问题，同步完成高效模式转换和深度波长分离。实验验证了该超表面在多焦点路由中的优异性能，为光通信系统提供了更紧凑高效的解决方案。相关成果发表于《中国物理学报》2024年第11期。
2025-10-06 23:25:39
185
原创 光通信｜OAM-偏振联合交叉连接
本研究提出级联分区域相位调制方法，突破传统OAM模式交叉连接中固定偏振映射的限制。通过三层相位调制，实现了3个OAM模式和2个正交线偏振的联合交叉连接，模式纯度达0.951，偏振对比度达0.947。该方案为多维光场调控提供了新思路，相关成果发表于Optics Letters（DOI:10.1364/OL.528496）。
2025-10-06 23:23:54
206
原创 光通信｜矢量光的全双工复用通信
本研究突破传统柱矢量光束全双工通信的并行耦合与分离技术瓶颈，提出基于自旋依赖相位调制超表面的创新解决方案。通过金属-介质-金属反射型超表面设计，结合二元达曼涡旋光栅相位，实现了对左右旋圆偏振分量的独立波前调控，在空间上同步完成高斯模与CVB模之间的双向转换与分离。该技术为全双工CVB复用通信提供了高效并行处理方法，具有重要应用价值。论文已发表于Optics Express（DOI:10.1364/OE.501577）。
2025-10-06 23:21:18
172
原创 光通信｜神经网络助力OAM模式快速解调
本研究提出了一种基于神经网络辅助的相干纳米光子电路方案，用于解决OAM移位键控通信中模式解调的技术瓶颈。通过380个马赫-曾德尔干涉仪构建的光子电路，结合神经网络优化相位参数，实现了光速级OAM模式识别。创新性地采用二元叉形光栅提取衍射图样特征，将统计参数编码为光脉冲幅度输入光子电路，显著提升了系统解调速率（达10^9模式/秒）和湍流条件下的鲁棒性。该方案为高维OAM通信提供了快速、低延迟的解调新思路。
2025-10-06 23:17:43
250
原创 光通信｜OAM-偏振并行(解)复用器
针对传统多维复用通信中OAM模式与偏振双物理维度分立调控局限，该研究提出正交线偏振独立-达曼相位调制的OAM模式-偏振并行耦合和分离机制。基于拓展的PB相位原理，将两种衍射独立的达曼光栅相位线性叠加，完成OAM模式和偏振双维度的联合复用/解复用。
2025-10-06 23:13:08
185
原创 Matlab：极坐标下用于矩阵数据的环状取值函数
本文解决的问题为：基于matlab书写了一个极坐标下用于矩阵数据的环状取值函数，能够自定义极坐标半径，按对应极坐标角度数值增大方向（逆时针方向）进行数据提取并排序。
2023-03-30 15:58:13
931
4
原创 基于Jones或Stokes矩阵绘制光的偏振态图样(附加函数)
本文解决的问题：基于matlab书写了一个**单一光的偏振态绘制图样**案例，提供了基于**Jones矩阵和Stokes参数矩阵输入处理**的函数。提供技术价值：在光的矩阵运算过程，可以对光的偏振态进行调动以实时绘制并输出观察。
2023-02-06 18:07:09
2383
原创 Matlab：一维或二维狄拉克(Dirac)产生函数
本文解决的问题为：基于matlab书写了一个狄拉克(Dirac)产生函数，提供了一维和二维的函数。同时，该函数也同时提供了阵列矩阵孔的产生方法。Fouction Code% 作者：ZQJ% 日期：2022.4.25 星期一%*********************** 狄拉克产生函数 **************************function Dirac_function = f_Dirac_generation Dirac_function.dirac_1D =
2022-04-25 13:56:09
5534
4
原创 Matlab：实现轴对称矢量光束聚焦
本文基于光学原理，用Matlab实现轴对称矢量光束聚焦仿真。Project Code% 作者：ZQJ% 日期：2022.3.24 星期四clear,clc,close all;func_translight = f_Lightfield_transmission;% 基本参数输入*****************************L = 1; % 拓扑荷阶数 lamda = 1550e-9;w0 = 1e-3; % 束腰半径z0
2022-03-24 23:35:34
4064
14
原创 Matlab：实现自定义圆孔阵列远场衍射仿真
本文基于光学原理，用Matlab实现自定义圆孔阵列远场衍射现象仿真。Project Code% 作者：ZQJ% 日期：2022.2.28 星期一%*********************** 自定义多圆孔阵列的远场衍射 **************************clear,clc,close all;% 系统参数设定********************** lamda = 1550e-9; % 波长N = 1000; % 一边像素数目x_l
2022-02-28 17:02:28
2823
10
原创 Matlab：矩阵自定义离散赋值函数
本文解决的问题为：将输入矩阵进行自定义等间隔的离散化赋值。Fouction Code% 作者：ZQJ% 日期：2022.2.26 星期六%*********************** 将输入矩阵自定义等间隔离散区间进行离散化赋值 **************************function E_out = f_Trans_DiscreteValue(E_in,Initial_value,End_value,counts)% E_in：输入矩阵% Initial_value：输出离
2022-02-26 19:51:07
1158
原创 Matlab：矩阵平移函数
本文解决的问题为：将输入矩阵进行自定义(上下左右)移动，移动后空余的像素统一赋值。Fouction Code% 作者：ZQJ% 日期：2022.2.25 星期五%*********************** 将输入矩阵按照像素值为单位进行图像平移 **************************function E_out = f_Image_Shifting(E_in,Up_Shift,Down_Shift,Left_Shift,Right_Shift,A)% E_in：输入矩阵%
2022-02-25 22:27:24
4322
原创 Matlab：矩阵剪切成圆形区域函数
本文解决的问题为：对于一般的矩阵，其显示均为矩形窗口下的数值情况。有时候，我们需要将这个矩阵里的数据仅截取成圆形窗口（中心位置和大小自定义）。Fouction Code% 作者：ZQJ% 日期：2022.2.24 星期四function E_out = f_Cut_for_circleMask(E_in,Center_x,Center_y,Cir_Radiu,A)% 函数功能：将输入矩阵按照像素值为单位进行圆形区域截取% E_in：输入矩阵% Center_x：截取圆形区域的中心坐标x%
2022-02-24 17:28:57
4572
5
原创 Matlab：实现自定义矩形孔阵列远场衍射仿真
本文基于光学原理，用Matlab实现自定义矩形孔阵列远场衍射现象仿真。Project Code% 作者：ZQJ% 日期：2022.1.21 星期五%*********************** 矩形孔阵列的远场衍射 **************************clear,clc,close all;% ********************** 系统参数设定lamda = 1550e-9; % 波长N = 500; % 一边像素数目x_len
2022-01-21 14:09:22
2380
5
原创 Matlab：仿真正弦光栅的衍射传输特性
本文基于光学原理，用Matlab实现正弦光栅的衍射传输特性仿真。正弦光栅分类：振幅型：光栅的透过率函数符合一个正弦sin函数的分布。相位型：光栅对相位的调制符合一个正弦sin函数的分布。Project Code% 作者：ZQJ% 日期：2021.11.18 星期四%**********************正弦光栅的衍射传输特性（包括振幅型和相位型）****************************%% 振幅型正弦光栅 ********clear,clc,close all
2021-11-18 17:12:56
5937
9
原创 Matlab：图像中心平移函数
本文解决的问题为：我们所期望的图像中心，并不在成像的中心，建立一个函数去解决这个问题，使图像的中心成像在中间。Fouction Code% 作者：ZQJ% 日期：2021.8.12 星期四function image_out = f_ImageCenter_shift(image_pri,goal_x,goal_y)%函数功能：图像的中心平移（图的中心点，移动到图像矩阵的中心）% image_pri：原始图像矩阵(最好是两奇数像素数量)% goal_x：图的中心在原图像矩阵中的行坐标%
2021-08-12 18:01:01
1980
2
原创 Matlab：实现理想涡旋光束产生
本文基于光学原理，用Matlab实现理想涡旋光束产生仿真。Project Code% 作者：ZQJ% 日期：2021.7.24 星期六%***********************模拟理想的涡旋光束产生**************************% 方法：高斯光加螺旋相位传输clear,clc,close all;func_translight = f_Lightfield_transmission;% 基本参数输入*****************************L
2021-07-24 19:30:34
7338
28
原创 Matlab：实现光场传输函数
本文基于光学原理，用Matlab实现光场传输函数。以下展示了两种菲涅尔光场传输的数值计算方法：菲涅尔衍射积分的离散求和菲涅尔衍射FFT法Project Code% 作者：ZQJ% 日期：2021.7.22 星期四%***********************光场传输函数**************************function Light_transmissions = f_Lightfield_transmission Light_transmissions.Fr
2021-07-23 22:26:07
12260
35
原创 Matlab：实现菲涅尔矩形孔衍射仿真
本文基于光学原理，用Matlab实现菲涅尔矩形孔衍射现象仿真。Project Code代码理解：参看Matlab：实现菲涅尔圆孔衍射仿真% 作者：ZQJ% 日期：2021.7.23 星期五%***********************基于光场传输模拟菲涅尔矩形孔衍射**************************%% 菲涅尔衍射傅里叶变换clear,clc,close all;allmasks = f_Masks;func_translight = f_Lightfield_
2021-07-23 19:09:26
4000
10
原创 Matlab：实现菲涅尔圆孔衍射仿真
本文基于光学原理，用Matlab实现菲涅尔圆孔衍射现象仿真。以下提供两种菲涅尔衍射的数值计算方法：菲涅尔衍射积分的离散求和菲涅尔衍射FFT法Project Code% 作者：ZQJ% 日期：2021.7.22 星期四%**********************基于光场传输模拟菲涅尔圆孔衍射*************************%% 菲涅尔衍射积分*******************************************clear,clc,close all
2021-07-23 19:00:57
14977
16
原创 Matlab：实现高斯光束产生
本文基于光学原理，用Matlab实现高斯光束产生。Project Code% 作者：ZQJ% 日期：2021.7.21 星期三%***********************模拟高斯光图样**************************clear, clc, close all;lamda = 1550e-9;gaussian_I = f_Gaussian_beams(1e-3,0.02,lamda,8e-3,8e-3,1024,1024); subplot(1,2,1),ima
2021-07-23 18:58:51
13933
5
原创 Matlab：实现菲涅尔直边衍射仿真
本文基于光学原理，用Matlab实现菲涅尔直边衍射现象仿真。Project Code% 作者：ZQJ% 日期：2021.5.18 星期二%***********************菲尼尔直边衍射仿真**************************clear,clc,close all;% 本例输入：Lambda = 632.8; L = 0.2;Lambda = input('输入光的波长（单位为nm）：');Lambda = Lambda * 1e-9; %波长单位
2021-05-18 22:42:35
3804
2
原创 Matlab：二维卷积定理验证
本文基于光学理论，用Matlab实现二维卷积定理验证的仿真。Project Code% 作者：ZQJ% 日期：2021.2.10 星期三%***********************卷积定理的验证**************************clear,clc,close all;% 水平和竖直光栅mask及其fft *************************Mask_column = zeros(200);Mask_row = zeros(200);for n = 1
2021-02-10 17:06:00
1827
原创 Matlab：产生“几何图形掩膜”函数
本文基于信息光学初等函数及基础几何图形学，用Matlab定义并编写得到几何图形掩膜的函数。Project Code掩膜主函数定义如下：% 作者：ZQJ% 日期：2021.1.29 星期五%***********************几何图形掩膜函数**************************function mask_ = Z_Masks mask_.single_silt = @mask1; mask_.rect_hole = @mask2;
2021-01-29 21:44:41
7210
原创 Matlab：实现三角形掩膜输入+傅里叶变换仿真
本文基于光学原理，用Matlab实现三角形掩膜FFT现象仿真。Project Code% 作者：ZQJ% 日期：2021.1.29 星期五%***********************模拟三角孔掩膜及其傅里叶变换图样**************************clear,clc,close all;triangle_image = double(rgb2gray((imread('三角孔掩膜.PNG')))); %得到二维矩阵subplot(1,2,1);imagesc(tr
2021-01-29 21:26:56
1508
原创 Matlab：实现光波偏振态仿真
本文基于光学原理，用Matlab实现光波的偏振态仿真。Project Code% 作者：ZQJ% 日期：2021.1.28 星期四%***********************模拟光波的偏振态图样**************************clear,clc,close all;% 基本参数输入及处理*********************************% 本例输入：Lambda = 632.8; Lambda = input('输入光的波长（单位为nm）：');
2021-01-28 22:18:21
9296
5
原创 Matlab：实现迈克尔逊等倾干涉仿真
本文基于光学原理和波动理论，用Matlab实现迈克尔逊等倾干涉现象仿真。迈克尔逊干涉原理实验装置：光强分布公式：产生光程差大小Δ=2ndcosi\Delta=2nd cosiΔ=2ndcosi；（iii为光源S在M1上的入射角,n为折射率）由光波叠加原理，干涉光强分布公式：I=2I0cos2(πΔλ)I=2I_0cos^2(\frac {\pi\Delta} {\lambda})I=2I0cos2(λπΔ)其中，在屏幕前加上焦距为f的透镜，则iii可表示为：i=arctanx2+y2f
2021-01-28 19:36:33
9948
20
原创 Matlab：实现牛顿环干涉仿真
本文基于光学原理和波动理论，用Matlab实现牛顿环干涉现象仿真。牛顿环干涉原理实验装置：光强分布公式推导：假设入射光的光强为I0I_0I0 , 波长为λ\lambdaλProject Code% 作者：ZQJ% 日期：2021.1.28 星期四%***********************模拟牛顿环干涉图样**************************clear,clc,close all;% 基本参数输入及处理**************************
2021-01-28 12:41:06
12146
11
原创 Matlab：实现Fra多缝衍射仿真
本文基于光学原理，用Matlab实现夫琅禾费多缝衍射现象仿真。Project Code% 作者：ZQJ% 日期：2021.1.8 星期五%***********************模拟狭缝型光栅衍射图样**************************% 该仿真也即：多缝的夫琅禾费衍射clear,clc;% 基本参数输入及处理*********************************% 本例输入：Lambda = 632.8; a = 0.1; d = 0.3; L
2021-01-16 16:37:36
3700
6
原创 Matlab：实现Fra圆孔衍射仿真
本文基于光学原理，用Matlab实现夫琅禾费圆孔衍射现象仿真。Project Code算法核心机理：参看基于光的叠加原理——提出近似分析衍射的一种方法% 作者：ZQJ% 日期：2021.1.8 星期五%***********************模拟圆孔衍射图样**************************% 方法：在圆孔中，均匀取点光源模拟； 该仿真可以理解为：基于夫琅禾费衍射（L的大小不影响图像）clear,clc;% 基本参数输入及处理****************
2021-01-16 16:34:42
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