相位渦旋光束是一種攜帶有軌道角動量（OAM）的新型結構光束，在超大容量光通信、新體制
激光雷達、激光加工、高密度光存儲、高分辨率
成像、
量子技術等領域有著廣泛的應用前景，吸引了國內外學者的廣泛關注。特別是在超大容量光通信領域，由于相位渦旋光束攜帶的OAM具有無窮個本征值，且不同的OAM模式相互正交，使得其不僅可作為信號載波以模式復用的方式來拓展信道容量，還可用于超高維數字信號編碼，通過提升
光子效率的方式間接拓展信道容量。實現復雜
渦旋光場的按需調控是實現上述應用的必要條件之一，然而當前復雜渦旋光場調控方面仍存在許多尚未解決的科學問題及技術瓶頸，例如，多模復用高維OAM調控較為困難，光束OAM譜的測量的泛化能力較弱，OAM模式分布切換響應時間長等，阻礙了渦旋光束的實際工程化應用。
@C%6Wo4l3 ^a<kp69qS 針對上述問題，北京理工大學光電學院高春清、付時堯團隊開展了復雜渦旋光場調控及應用的關鍵技術瓶頸攻堅，取得了一系列重要成果，相關工作發表于PhotoniX（SCI一區，IF：19.818）、Advanced Photonics Nexus（CLP與SPIE合辦新刊物）、Photonics Research （SCI一區，IF：7.254）、Optics Express、Optics Letters等，獲20余項授權發明
專利，并在多個
系統中得到工程化應用。主要研究進展包括：
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^*L% x 3N 5@<:2` 1.高維OAM光梳的生成技術 F ^Bk @ W-*HAS OAM光梳是一種在“ l 域”中由等模式間距的一系列分離OAM模式構成的復雜光場結構，其為超高光子效率信息編碼的載體，同時也是高密度全息加密技術的“鑰匙”。先前研究已經證明，采用純相位調制方法不可能將基模高斯光束轉化為OAM光梳，若要獲得OAM光梳，則必須采用迭代等方法無限逼近，而迭代過程是費時的，將高維信號編碼的優勢抵消殆盡。針對這一問題，該團隊從達曼
光柵技術獲得靈感，構建了 x 坐標與 φ 坐標的映射關系，研制了角向二值化相位結構衍射
光學器件，最終實驗獲得了127維OAM光梳，模式均勻性達92.04%，如圖1所示。由于不同的OAM光束對應固定的角向二值化相位的相位躍變點坐標，使得可根據數值解而無需任何迭代運算即可生成任意OAM光梳，有效的解決了現有技術生成高維OAM光束響應時間長的問題。該團隊公開了不同OAM光梳下角向二值化相位的相位躍變點坐標數值解，可供本領域科研及技術人員直接調用。該工作為高維渦旋光場調控提供了全新思路，發表于CLP與SPIE新辦刊物Advanced Photonics Nexus，并被選為AP Nexus創刊首期封面，如圖2所示。付時堯副研究員是該文的第一作者及通訊作者，高春清教授為該文的共同通訊作者。
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$01csj 實驗獲得的127維OAM光梳
光束所攜帶的不同OAM成分的強度比重構成了光束的OAM譜，OAM譜是描述光束OAM分布特性的重要指標。由于不同OAM分布的渦旋光束在同一應用場景下會展現完全不同的性能，因此光束的OAM譜的準確測量是其應用的重要基礎。然而，當前有報道的光束OAM譜的測量技術通常只針對具有圓對稱性的橫向光場分布的光束，對于任意光場分布的光束泛化能力不夠。針對這一問題，該團隊從光束OAM譜的定義出發，提出了光束OAM譜的通用測量技術，可適用于任意復雜光場分布光束的OAM譜測量。在測量過程中，只需引入以參考光束與待測光束同軸干涉，通過測量干涉場及帶相移的干涉場分布即可獲得待測光束的OAM譜。該工作為OAM光通信系統接收端的準確譯碼等一系列應用場景提供了全新解決方案，發表于SCI一區刊物PhotoniX。付時堯副研究員是該文的第一作者，高春清教授為該文的通訊作者。
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c8Q}m(bhWI 光束OAM譜的通用測量技術
此外，該團隊還提出了渦旋光場多自由度協同調控技術（Opt. Express ,29,10811(2021), Optica Image of the Week）、超高維激光陣列
光源技術（Opt. Lett. 45, 6330(2020)）、深度學習輔助光束OAM譜測量技術（Opt. Lett.47, 1419(2022)）等，并進一步演示了高維多態光子OAM鍵控通信（Opt. Express, 27, 33111(2019)）、光子OAM編碼組網（Opt. Lett.44, 4753(2019), Optica Editor’s pick）等新型渦旋光束通信技術。
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https://doi.org/10.1117/1.APN.1.1.016003 Kv2S&P|jXM 8
/%{x B^ https://doi.org/10.1186/s43074-020-00019-5 s/.P/g%tA> &> B" /z https://doi.org/10.1364/OE.422301 I\x9xJ4x :t <英亚体育网址
