散射

光的轨道角动量具有无限且相互正交的本征态，可以构成无穷维的希尔伯特空间，在大气激光通信系统应用光的轨道角动量进行调制，理论上能够获得无穷大的信道容量，从而大幅提高通信系统性能。这一系统对于轨道角动量态的稳定传输具有较高的要求，粒子散射是激光在大气中传输时必须面临的问题，而散射作用会引起轨道角动量态的展宽，最终导致通信系统性能下降。本文通过有限时域差分法，研究了单粒子散射对于拉盖尔-高斯光束轨道角动量态传输的影响，分别研究了散射粒径、粒子位置和LG初始轨道角动量模式、椭球粒子半径比及倾斜角度等因素对于轨道角动量态衰减的影响。研究结论表明：散射粒子半径越大，轨道角动量态的衰减越严重；散射粒子与光束的相对位置变化，也会引起能量占比的规律变化；初始轨道角动量模式、椭球粒子半径比和倾斜角度对轨道角动量态的衰减均有不同程度的影响。

赵青松, 郝士琦, 张岱, 宛雄丰. 时域有限差分法数值仿真OAM光束单粒子散射时域有限差分法数值仿真轨道角动量光束单粒子散射[J]. 光学学报, 2018, 38(6): 1.  复制并引用该论文