基于完美矢量光学涡旋阵列的通信编解码

由于涡旋光束携带轨道角动量（OAM），因此被广泛应用于灵巧显微操纵、超大容量光通信、超分辨率显微镜、光学涡旋日冕观测仪和光学测量等领域。然而，普通涡旋光束的半径与拓扑电荷（TC）呈正相关，这极大地限制了涡旋光束的潜在应用。该论文提出了用于编码和解码通信的完美矢量光学涡旋阵列（PVOVAs），这些阵列形式是用两个矢量光学涡旋阵列同轴叠加产生的，具有左旋和右旋圆偏振。PVOVA具有灵活的空间结构和可控的偏振态，拓展了矢量光场在光编解码通信中的应用。

图像通过PVOVA对携带像素灰度值信息的整个传输和解码过程

下图为生成PVOVA的实验设置。将线偏振固体激光束转换为平顶光束，该光束由针孔滤光片和透镜（L1）准直。通过使用偏振片（P1）和半波板（HWP1），将准直光束转换为具有调制偏振的偏振光束。然后，通过偏振分束器将偏振光束分成两束正交偏振的平行光束，并通过空间光调制器（UPOLabs HDSLM38R）沿传播路径回溯将偏振光束分成两束平行光束。分束器用于将两个调制光束反射到相同的透射路径。以适当的角度π/4穿过四分之一波板后，用水平和垂直偏振光束产生左右圆偏振光束。

生成PVOVA的实验设置

该论文提出的PVOVA中每个子涡旋的偏振状态可以独立调节，使用此功能，PVOVA通过解码包含原始信息的每个矢量元件的偏振状态来提供信息传输，利用PVOVA进行编解码通信可以显著提高数据传输效率，为矢量光涡旋的应用提供了新的前景，特别是在基于偏振模态的编解码通信领域。详细信息请见原文。

审核编辑：汤梓红