一种轨道角动量模式群的模式选择性调控方法及装置

技术特征：
1.一种轨道角动量模式群的模式选择性调控方法，所述选择性调控方法包括：令泵浦光束和种子光束分别从非线性介质两侧输入，使所述泵浦光束和所述种子光束在所述非线性介质中发生sba相互作用，以将所述泵浦光束和/或种子光束携带的调控信息写入到所述非线性介质的声子场中；确定oam模式群光束中的至少一个待调控oam模式光束；针对所述至少一个待调控oam模式光束中的每一个，通过如下过程完成对该待调控oam模式光束的选择性调控：对所述oam模式群光束进行第一模式变换，以使该待调控oam模式光束的模式转换为高斯型模式，作为待调控高斯型模式光束，将第一模式变换后的oam模式群光束作为探测模式群光束在所述泵浦光束同侧、沿着与所述种子光束逆向方向入射到所述非线性介质中，令所述待调控高斯型模式光束与所述非线性介质中携带调控信息的声子场发生bapa相互作用，以获得经由所述声子场调控后的高斯型模式光束，对所述调控后的高斯型模式光束与所述探测模式群光束中其他的oam模式光束进行合束，对合束后的光束进行第二模式变换，以使所述调控后的高斯型模式光束的模式转换为原oam模式。2.根据权利要求1所述的选择性调控方法，其中，所述oam模式群光束中的至少一个待调控oam模式光束为所述oam模式群光束中的任意一个或多个oam模式光束。3.根据权利要求1所述的选择性调控方法，其中，所述待调控oam模式光束为：所述oam模式群光束中未存储数据的oam模式光束；或所述oam模式群光束中被判定为存储有错误数据的oam模式光束。4.根据权利要求1-3中任一项所述的选择性调控方法，其中，在所述对该待调控oam模式光束的选择性调控的步骤中，通过所述bapa相互作用获得的所述调控后的高斯型模式光束从所述非线性介质的一侧、以和所述泵浦光束传播方向相反的方向输出，而所述探测模式群光束中其他的oam模式光束从所述非线性介质的另一侧输出。5.查根据权利要求1-3中任一项所述的选择性调控方法，其中，所述调控包括以下中的一个或多个：信息存储；信道转换；数据分发；数据交换；以及数据修复。6.根据权利要求1-4中任一项所述的选择性调控方法，其中，所述泵浦光或种子光加载有待存储数据，所述待存储数据作为调控信息被写入至所述非线性介质的声子场中，以通过所述待调控高斯型模式光束与携带调控信息的声子场发生bapa相互作用而被存储至所述调控后的高斯型模式光束中。7.根据权利要求1-5中任一项所述的选择性调控方法，其中，所述非线性介质为固体介质、透明液体或气体介质。8.根据权利要求1-6中任一项所述的任意模式选择性调控方法，其中，所述探测模式群光束落后所述泵浦光束进入非线性介质的延迟时间为1ns~20ns范围内。9.根据权利要求1-7中任一项所述的选择性调控方法，其中，该方法用于对光纤中传输的光束或用于对集成芯片硅波导中传输的光束进行处理。
10.一种轨道角动量模式群的模式选择性调控装置，所述装置包括第一偏振分光单元、第二偏振分光单元、非线性介质单元、第一相位单元、第一反射单元、第二反射单元、合束单元和第二相位单元；泵浦光束经第一偏振分光单元透射后从非线性介质单元一侧入射，种子光束经第二偏振分光单元非线性介质单元另一侧入射，使所述泵浦光束和所述种子光束在所述非线性介质单元中发生sba相互作用，以将所述泵浦光束和/或种子光束携带的调控信息写入到所述非线性介质单元的声子场中；其中，所述泵浦光束与所述种子光束之间存在夹角和频率差，所述频率差为所述非线性介质单元的布里渊频移；由拓扑荷为的n个oam模式光束叠加组成的oam模式群光束，经加载拓扑荷为螺旋相位的第一相位单元解复用后，转换为拓扑荷为0的高斯光束和拓扑荷为的n-1个oam模式光束，以作为探测模式群光束，其中，所述高斯光束作为待调控高斯型模式光束；所述探测模式群光束经第一反射单元反射后在所述泵浦光束同侧、沿着与所述种子光束逆向方向入射到所述非线性介质单元中，使得所述待调控高斯型模式光束与所述非线性介质单元中携带调控信息的声子场发生bapa相互作用，获得经由所述声子场调控后的高斯型模式光束，所述调控后的高斯型模式光束沿着逆向泵浦光方向传播，经第一偏振分光单元和第二反射单元反射至合束单元；所述探测模式群光束中其他的oam模式光束沿着逆向种子光方向传播，经第二偏振分光单元反射后在所述合束单元与所述调控后的高斯型模式光束合束，合束后的光束经过拓扑荷为螺旋相位的第二相位单元调制后得到选择性调控后模式群，该选择性调控后模式群中n个光束的拓扑荷为。

技术总结
本发明提供了一种轨道角动量模式群的模式选择性调控方法及装置。该方法包括：令泵浦光和种子光分别从非线性介质两侧输入，发生SBA作用以将携带的调控信息写入声子场；对OAM模式群光束进行第一模式变换，将其中的待调控OAM模式光束的模式转换为高斯型模式，作为待调控高斯型模式光束，第一模式变换后的OAM模式群光束入射到非线性介质中，令待调控高斯型模式光束与声子场发生BAPA作用，获得由声子场调控后的高斯型模式光束，对该光束与其他光束合束后的光束进行第二模式变换，以使调控后的高斯型模式光束的模式转换为原OAM模式。本发明的上述技术，能够在OAM复用光通信技术中按需调控OAM模式群中的任意模式，实现选择性调控。本发明一并公开了相应装置。本发明一并公开了相应装置。本发明一并公开了相应装置。


技术研发人员：高玮 陈洪影 齐桐 闫顶
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/5/5