涡旋光轨道角动量的三角孔检测研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着无线通信技术的发展，人们对通信网络的带宽容量需求不断增加，但因为频率、波长、偏振态等维度的手段已无法实现大规模提升通信系统的容量，因此人们开始研究光波携带的轨道角动量（OAM），它和角向位置的不确定性关系带来了与生俱来的安全优势，光学旋涡的独有特性为光通信系统的性能改善提供了巨大潜力。

目前有很多方法可用于光学旋涡的产生与检测，而光学旋涡在光通信系统中的应用也正是基于这些方法。其中，常用来检测OAM的方法主要分为模式转换法、干涉法和衍射法，相比前面两种方法，衍射法中衍射光路简单，光阑制造容易，成本较低，虽在拓扑荷数检测范围上相对较低，但具有较广泛的应用前景，对现代通信技术发展有一定意义。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

1. 了解拉盖尔-高斯光束；
2. 了解小孔远场衍射中的基本光路及其基本原理；
3. 了解远场衍射光斑分布中主亮斑对次亮斑的相对强度；
4. 学习基本的matlab程序，利用matlab对光路进行建模，并对拉盖尔-高斯光束经过三角孔的衍射传输过程进行编程和对过程参量进行对比分析。

预期目标：

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

1.通过查阅国内外的相关文献资料，了解拉盖尔-高斯光束；

2.掌握小孔远场衍射中的基本光路及其基本原理；
3.研究远场衍射光斑分布中主亮斑对次亮斑的相对强度；
4.利用matlab对光路进行建模，并对拉盖尔-高斯光束经过三角孔的衍射传输过程进行编程和对过程参量进行对比分析。

4. 参考文献

[1] 庄京秋，熊晗，虞天成，陈静，郑金湖，基于软边小孔的涡旋光轨道角动量检测研究. 光学精密工程，2022，30(12)：1-12.

[2] 熊晗. 狭缝型空间滤波器的光束传输特性研究[d]. 苏州大学，2014.

[3] 顾德门. 傅立叶光学导论[m]. 北京：科学出版社, 1985.

5. 计划与进度安排

一、2024.12.06 — 2024.02.24 指导教师与学生联系，学生根据要求收集资料
二、2024.02.20 — 2024.02.24 指导教师下达毕业任务书
三、2024.02.20 — 2024.03.03 完成并提交开题报告
四、2024.03.06— 2024.05.21 进行论文的理论推导和数据处理
五、2024.04.10 — 2024.04.21 进行中期检查
六、2024.05.01 — 2024.05.12 完成论文初稿
七、2024.05.15 — 2024.05.22 根据指导教师的修改意见对论文进行修改
八、2024.05.22 — 2024.05.26 指导教师写出评语，并完成毕业论文评阅
九、2024.05.22 — 2024.05.31 完成论文答辩