自由空间轨道角动量无线光通信研究进展

光通信技术的发展现状和研究进展光通信技术是指利用光波来传输信息的通信技术。

它具有带宽高、传输距离远、速度快、抗干扰性强等优点。

自20世纪70年代，人们就开始研究光通信技术，到今天已经发展成为信息交通领域中不可或缺的一个重要部分。

本文将从光通信技术的原理、发展现状以及研究进展三个方面探讨光通信技术的最新发展。

一、光通信技术原理光通信技术的核心原理就是利用光进行信息传输。

通过光电转换，将电信号转换为光信号，然后利用光缆进行传输。

光通信技术可以分为两个部分：光线传输和光纤传输。

光线传输是指通过空气中传输光信号。

它主要用于短距离的传输，如在楼间的室内传输，通过红外传输数据，这种方案的好处是传输速度快，带宽高，但需要视线闭合，否则传输会存在问题。

光纤传输是目前光通信技术最主要的传输方式。

它是指用玻璃或塑料纤维作为传输介质的光通信技术。

光纤传输可以分为多模光纤传输和单模光纤传输。

多模光纤是一种光通信传输方式，它能够传输多条信号，但传输带宽较窄，适用于短距离的传输。

而单模光纤则只能传输一条信号，但传输距离比多模光纤传输远得多，可达几十千米甚至上百千米，所以在长距离传输中占有重要地位。

二、光通信技术的发展现状随着技术的不断进步，光通信技术在世界范围内得到了广泛应用。

现在，光通信技术已经成为信息技术中极为重要的一部分。

在通讯领域，光通信技术被应用在长距离的传输，比如下海油、铁路控制和救援工作。

光通信技术在娱乐领域也被广泛使用。

例如，在影院中，通过LED屏幕、3D投影技术等将电影和电视画面放大，增强观众的视觉感受；在游戏领域，光通信技术被用于游戏机和电脑之间的数据传输，以保证游戏水平的稳定和快速。

在工业领域，光通信技术也被广泛应用。

光纤传输可实现电力系统的长距离监测和控制，从而节约人力，提高生产效率。

此外，还可用于建筑的空调和照明系统，通过光信号进行交互控制。

三、光通信技术研究进展我国光通信技术的研究已经进入到成熟阶段。

1）军事应用FSO以其高保密性和安装快捷的特性应用于军事场所。
2）企业、校园互连。这些局域网通常对传输距离要求不是太高，因此FSO系统就可以灵活的运用于这些局域网之间。
3）城域网的扩展[2]:FSO可用于扩展已有的城域网，将新的网络与骨干网相连接。
4）FSO在电力系统应急通信中的应用。
1.3FSO技术的优缺点
1.4 FSO技术的研究现状
1.4.1基于光电探测器直接耦合的FSO系统
早在多30年前，自由空间光通信曾掀起了研究的热潮，但当时的器件技术、系统技术和大气信道光传输特性本身的不稳定性等诸多客观因素却阻碍了它的进一步发展。与此同时，随着光纤制作技术、半导体器件技术、光通信系统技术的不断完善和成熟，光纤通信在80年代掀起了热潮，自由空间光通信一度陷入低谷。然而，随着骨干网的基本建成以及最后一公里问题的出现，以及近年来大功率半导体激光器技术、自适应变焦技术、光学天线的设计制作及安装校准技术的发展和成熟，自由空间光通信的研究重新得到重视。
1.3.1FSO的缺点
1）传输距离的限制。FSO是一种视距技术，当传输距离超过一定距离时（一般为几公里）波束就会变宽以至于很难被接收天线接收。
2）对准困难。为了保证传输质量，两端的设备对准是非常重要的，即使初步对准之后也要考虑风力和其他因素的影响。
3）传输质量收天气的影响非常大。FSO系统对天气的影响非常敏感，一般晴天影响最小，雨雪天气影响比较大，衰减系数在5db/km-13db/km。而雾对系统的影响是最大的，一般衰减系数可高达60db/km。
目前商用的FSO系统通常采用光源直接输出、光电探测器直接耦合的方式，这种系统有以下几点缺点：
1）半导体激光器出射光束在水平方向和垂直方向的发散角不同，且出射光斑较粗，因此我们需要先将出射光束整形为圆高斯光束在准直扩束后发射，这样发射端的光学系统就较为复杂，体积也会相应增大。

基于led的轨道角动量光束的调控与光通信应用晶体管技术的快速发展和半导体材料的提高，使得可见光通信技术应用领域在过去几年内经历了极其迅速的发展。

基于LED的轨道角动量光束是该领域中的一种新型光通信技术，具有高效、高速、低成本、低功耗等优点，在无线通信、海底通信、数据中心通信等领域具有广阔的应用前景。

基于LED的轨道角动量光束是指使用发光二极管（LED）发射出的光束，在空间内的光程差和波长差的调制下，实现携带轨道角动量的光束传输。

该技术主要借助于LED发光的多重模式特性，通过编码和解码调制技术，将信号信息传递到光束中。

由于LED自身结构和工作原理的特点，其具有发射角度宽、光束强度均匀、运行稳定等优点，与传统光纤通信技术相比，LED光通信具有更高的可靠性和更低的成本。

在基于LED的轨道角动量光束的应用中，最重要的是光束的调控技术。

为了实现信号的高速、低失真传输，需要对光束的空间形态、传输速度等参数进行精确的调控，以利于信号信息的传递和解码。

目前，基于LED的轨道角动量光束的调控技术主要包括两个方面：一是对LED发出的光束进行可重构调控，以满足不同数据传输要求，在信号处理、调制等环节中控制光束的转移、编码、解码等参数，实现与传统光通信技术的兼容和扩展；二是对光束的波长、偏振、相位、空间形态等参数进行精确调控，以实现冗余检测、快速恢复等异常情况下的灵活应对。

在光通信应用中，基于LED的轨道角动量光束具有多种优点，如更高的传输速度、更低的传输误码率、更小的空间损耗、更低的能耗等，适用于无线通信、海底通信、高能物理实验等场合。

在无线通信领域，基于LED的轨道角动量光束技术可以通过调节光束的波长、偏振、相位等参数，使光束与声波、电磁波等不同类型的信号进行复合调制，实现光声、光电效应等多种应用。

在海底通信领域，基于LED的轨道角动量光束可以穿透长距离的海水，克服传统光纤通信技术遭遇的海水折射和散射等问题，具有更高的可靠性和更大的覆盖范围。

【创新之路】Way of Innovation众所周知，光是一种物质，它总是沿直线传播。

人类自古以来就研究光，而漩涡光束直到1992年才在荷兰莱顿大学被Allen等人发现。

科学家看到一个有趣的现象：在漩涡光束中，光线不是直线传播，而是以螺旋线的形式，在一个空心的圆锥形光束中传播。

因此，这种光束看起来像一个漩涡或龙卷风，其中的光线可以向左或向右扭转。

光子可以携带轨道角动量，这一科学发现推动了多个学科新的发展，如非线性光学、量子光学、原子光学、微观力学、微流学、生物科学和天文学等，漩涡光束同时也被开拓并广泛应用于多个新的领域，如光通信、光学捕获、光学微操控、显微检查和量子信息处理等。

漩涡光束发现20年来，传统上一直用各种体光学元件，例如柱状透镜、某些特殊波片、全息片、空间光调制器等来产生这种光束，但在很小区域内需要大量漩涡光束的情况下，非常不方便，阻碍了大规模应用。

中山大学的蔡鑫伦教授、余思远教授等人发明了一种硅基的平面光波导光子轨道角动量发射器，可以在几个微米的尺寸下产生涡旋光束，打破了传统光学元件的局限性，有很好的应用前景。

光子轨道角动量应用的发展历程光子以光速运动，并具有能量、动量和质量。

光子的动量可以分为线性动量和角动量，光子的线性动量方向与光的传播方向平行，当一束光入射到垂直传播方向的物体时，光对物体会产生一个压力，称为光压。

这个压力虽然非常小，但是非常有用，宏观上可以制作太阳帆，利用光压作为太空航行器源源不断的动力，微观上可以利用光压的梯度进行微粒的操控。

光子的角动量最先被熟知的是自旋角动量，它是光子的内禀角动量，关于自旋的确切物理含义比较复杂，可以简单地想象为是光子在绕自身旋转。

光子的自旋角动量只可能有两种取值+与-，其中是一个非常小的常数，称为约化普朗克常数。

在空间上，光子自旋角动量的这两种取值分别对应于右旋圆偏振与左旋圆偏振。

另外，光子还可以具有轨道角动量（Orbital AngularMomentum, OAM）。

光子轨道角动量传输光纤技术戚卫;罗文勇;杜城;余志强;李尚远;伍淑坚【摘要】为解决信息量快速增长带来的传输容量不足问题,提出了一种可用于光子轨道角动量(OAM)传输的新型光纤,并对其研制技术进行了研究.采用等离子体化学气相沉积(PCVD)技术解决了高折射率环形纤芯结构光纤预制棒应力损伤难题,通过反复的工艺研究与验证,形成了环形纤芯光纤高稳态拉丝工艺技术,实现了该光纤的研制.该光纤具有环形结构,在实现±1、±2阶OAM信号传输的同时,光纤的传输损耗仍能保持较低的水平,可满足较长距离的OAM大容量信号传输需求.【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】4页(P62-65)【关键词】大容量通信;轨道角动量传输;光纤【作者】戚卫;罗文勇;杜城;余志强;李尚远;伍淑坚【作者单位】烽火通信科技股份有限公司,武汉 430074;烽火通信科技股份有限公司,武汉 430074;烽火通信科技股份有限公司,武汉 430074;烽火通信科技股份有限公司,武汉 430074;清华大学信息科学与技术国家实验室,北京 100084;烽火通信科技股份有限公司,武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】TN818近年来,随着信息技术的快速发展,信息系统容量的巨大需求与光通信系统容量的不匹配增长之间的矛盾日趋明显。

因此,各国研究人员极力开发新的通信技术,以解决信息技术发展将会面临的传输容量危机。

基于轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)模式的复用技术开发了新的应用维度,有潜力使光通信系统的传输容量呈几何级数增长。

基于光子OAM的通信方案最早由英国格拉斯哥大学在2004年提出[1]。

其后,随着信息量增长的速度大幅超过现有光通信技术容量增长的速度,这一将空间维度作为光波维度资源大幅增加通信容量的方案引起了科研人员的广泛关注。

光纤是OAM光通信的基础材料之一,也由此进入人们的研究视野。

FSO主要应用于有星地、星间和地面光通信，在军事和民用领域均具有重大的战略需求与应用价值。地面空 间光通信的主要应用场景有：3G、4G无线基站数据回传，最后一公里接入，不便于假设光缆的场合，应急通信保 障等。激光通信将改变现有的卫星通信体制，给空间信息传输领域带来革命性的变化 。
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自由空间光通信
以光波为载体在真空或大气中传递信息的通信技术
01 自由原理
03 技术分析
目录
02 传输原理 04 研究重点
05 优点特点
07 发展趋势
目录
06 存在问题 08 应用前景
自由空间光通信（Free Space Optical Communica tions）是指以光波为载体，在真空或大气中传递信息 的通信技术。可分为大气光通信、卫星间光通信和星地光通信。
存在问题
（1）FSO是一种视距宽带通信技术，传输距离与信号质量的矛盾非常突出，当传输超过一定距离时波束就会 变宽导致难以被接收点正确接收。在1km以下才能获得最佳的效果和质量，最远只能达到4Km。多种因素影响其达 不到99.999%（五个9）的稳定性。
（2）FSO系统性能对天气非常敏感是FSO的另一个主要问题。晴天对FSO传输质量的影响最小，而雨、雪和雾 对传输质量的影响则较大。据测试，FSO受天气影响的衰减经验值分别为：晴天，5-15db/km、雨，20-50db/km、 雪，50-150db/km、雾，50-300db/km。国外为解决这个难题，一般会采用更高功率的激光器二极管、更先进的 光学器件和多光束来解决。
技术分析
高功率激光器的选择
激光器用于产生激光信号，并形成光束射向空间。激光器的好坏直接影响通信质量及通信距离，对系统整体 性能影响很大，因而对它的选择十分重要。空间光通信具有传输距离长，空间损耗大的特点，因此要求光发射系 统中的激光器输出功率大，调制速率高。一般用于空间通信的激光器有三类：

２ 从 实现 角度评 估无 线 系统
在评估 任何 无线 系统 时 ， 须考 虑带 宽能 力 、 必 传 输 吞 吐量 ． 靠性 ． 全功 能 以及 实现 成本 。 些 因 可 安 这 素相结 合 ， 以帮助 确定 哪类 系统 为用户环 境提 供 了 可
最 高 性能 和价值 。
桥接式无线技术 由于实现简便 ，可靠性接近有线网
维普资讯
自由空 间光通信
技术范 围研究
文 『 ｌｘ企 业 布 线 网络 部 Ｍｏｅ
奄 高竞 线商 大和 宅楼大校 、 带 干 把 甬 楼 住 大 ・学 用
＿ 园和政 府 大楼连 接起 来 至关 重要 ， ． － 同时 也极具 挑 战 性 ， 多种连 接 方案可 供 选择 ， 括安 装光 纤 电 有 包
一
技术 可 以视 为与通过光纤 电缆实现 的光 通信有线传
输 同等 的光 通信 无线 传输 技术 。Ｆ Ｏ设备 通 过 ＴＡ Ｓ Ｉ／
ＥＡ标准铜 缆或 光纤 综合 布线 系统连 接到 网络 上 。通 Ｉ 过 Ｉ业务 发送 的任 何应 用都可 以通 过 Ｆ Ｏ传 送 ， Ｐ Ｓ 包括 语音 、数 据 、视频 和安全 应 用 。 Ｆ ０系统 在 两个 不 同 的波 长 传输 窗 １ Ｓ ： ３中提 供
５ 天气 的影 响
在 发送 光 时 大气 事件 可能 会导 致散 射 衰减 在 两 台设 备之 间传送 的激光 数量 ． 导致信 号 丢失 在 最 坏 的情 况下会 导致 传输 错误 。 影响最 大 的大 气事件 是 雾。由于雾 是可 变事 件 ， 因此 系统 性 能宽泛 地取 决 于 能 见距 离 。 红外 光线在 雾 天 中传 送 的能见 距离 大约 可 以提高 一倍 。因此 ， 如果 在恶 劣 天气 条件 下能 够看 到

目录1绪论 (1)1.1引言 (1)1.2自由空间光通信 (1)1.21定义： (1)1.22特点 (1)2自由空间光通信的研究现状 (2)2.1基于光电探测器直接耦合的FSO系统 (2)2.11缺点 (3)2.2基于光纤耦合技术的FSO系统 (3)2.21这种新型的FSO系统具有以下优点： (3)2.22基于光纤耦合技术的FSO系统的2个必要因素： (4)2.3国内空间光通信系统研究现状和进展 (4)2.31国内研究现状 (4)2.32国外研究现状 (5)3关键技术分析 (5)3.1几种技术 (5)3.11光源及高码率调制技术 (6)3.12高灵敏度抗干扰的光信号接收技术 (6)3.13收发天线 (6)3.14快速、精确的捕获、跟踪和瞄准技术 (6)3.15大气信道的研究 (7)3.2影响自由空间光通信的重要因素 (7)3.21传输信道的影响 (7)3.22影响激光信号传输性质 (7)3.23气候条件影响 (8)4自由空间光通信系统的基本原理 (8)4.1概述 (8)4.2系统基本框架 (9)4.21系统结构 (9)5常见问题及解决方法 (10)5.1大气媒介的影响 (10)5.2传输距离的影响 (10)5.3收发端对准问题 (11)6自由空间光通信技术的应用及未来发展趋势 (11)6.1应用 (11)6.2发展趋势 (11)7结束语 (12)参考文献 (13)自由空间光通信技术的应用研究【摘要】：自由空间光通信技术起源于上个世纪70年代，近年来随着半导体技术和通信技术的发展，尤其是光纤通信技术的普遍应用，是的该项技术得到了快速的发展。

自由空间光通信具有极好的保密性，并且能够解决通信中“最后一公里”的瓶颈问题，对于人类的通信具有很高的利用价值。

天气影响严重等问题的制约，其发展一直停滞不前。

目前国内对于无线光通信的研究进展较慢，与国外先进水平还相差较大，因此对无线光通信技术的研究有重要意义。

应在及时采取有效措施的基础上，借鉴国外的一些先进经验，以尽快赶上国外先进水平，争取在无线光通信领域获得更多的成果，拥有更加广阔的应用前景。

自由空间保密光通信关键技术研究随着科技的快速发展，信息量的不断增加，信息安全和保密问题越来越受到人们的。

自由空间光通信技术以其高速、高带宽、高保密性等优点，成为近几年来研究的热点领域。

本文将介绍自由空间保密光通信的关键技术及其研究进展。

自由空间光通信是一种利用光信号在自由空间中传输信息的新型通信技术。

与传统的光纤通信技术相比，自由空间光通信具有无需铺设光纤、无需申请频率资源、传输距离远、带宽大、抗干扰性能强等优点。

因此，自由空间光通信技术在军事、保密通信、城域网等领域具有广泛的应用前景。

光束调制是自由空间保密光通信中的关键技术之一，其作用是将电信号转换为光信号，并控制光信号的幅度、相位、频率等参数，以实现信息的传输。

在自由空间保密光通信中，常用的光束调制技术包括直接调制和外部调制两种。

其中，直接调制是指直接改变激光器的电流或电压，以控制激光器的输出光信号的幅度和相位；外部调制则是指利用外部光调制器对激光器的输出光信号进行调制，以实现更高速、更远距离的传输。

光学天线是自由空间保密光通信中的另一种关键技术，其作用是将发射端的光信号聚焦到接收端，以提高传输效率和接收灵敏度。

在自由空间保密光通信中，常用的光学天线包括反射式望远镜、透镜、光学滤波器等。

其中，反射式望远镜可以将来自不同方向的光信号收集并聚焦到一点上；透镜则可以利用折射原理改变光信号的传播方向；光学滤波器则可以滤除干扰信号，提高信噪比。

自由空间保密光通信的核心技术是保密协议与加密技术。

保密协议是指通过一系列规则和协议，保证通信过程中信息的机密性和完整性。

加密技术则是通过特定的算法和密钥，将明文信息转换为密文信息，以防止未经授权的用户获取和利用信息。

在自由空间保密光通信中，常用的保密协议包括 SSL/TLS协议、 WEP/WPA/WPA2协议等；常用的加密技术包括对称加密算法（如 AES）、非对称加密算法（如 RSA）等。

近年来，自由空间保密光通信技术得到了快速发展。

25所轨道角动量25所轨道角动量轨道角动量（Orbital Angular Momentum，简称OAM）是一种描述光束旋转运动的物理量，与光束的形状、大小、传播方向等因素有关。

在光学、光通信、光计算等领域，轨道角动量已经成为了一个热门的研究方向。

本文将对轨道角动量的基本概念、分类、应用前景等方面进行简要介绍。

一、基本概念轨道角动量是光束在传播过程中所具有的一种物理量，它描述了光束在空间中的旋转运动。

具体来说，当光束在空间中传播时，其波前的相位和幅度分布可以形成一个螺旋状的波前结构，这种结构就具有轨道角动量。

在量子力学中，轨道角动量是粒子的一个重要的运动状态参数。

而在光学中，轨道角动量则用于描述光束的螺旋状波前结构。

二、分类根据不同的分类标准，轨道角动量可以分为不同的类型。

按照光束的偏振状态，轨道角动量可以分为线偏振光束和圆偏振光束；按照光束的拓扑荷数，轨道角动量可以分为拓扑荷数为0的光束和拓扑荷数不为0的光束。

此外，还有许多其他分类方法，如按照光束的聚焦状态、频率等。

三、应用前景轨道角动量的应用前景非常广泛，包括以下几个方面：1.光学通信：利用轨道角动量调制技术，可以在光学通信中实现更高的信息传输速率和更强的抗干扰能力。

2.光学计算：轨道角动量可以用于实现光学计算中的模式识别、图像处理等功能，提高计算效率和精度。

3.光学成像：利用轨道角动量可以改善光学成像的质量和分辨率。

例如，通过引入适当的螺旋相位板，可以实现超分辨成像。

4.量子光学：轨道角动量是量子光学中一个重要的物理量，可以用于实现量子纠缠和量子隐形传态等量子信息处理任务。

5.生物医学成像：轨道角动量可以用于生物医学成像中，例如在光学显微镜中实现细胞结构和功能的超分辨成像。

总之，轨道角动量的研究涉及多个学科领域，具有广泛的应用前景。

随着研究的深入和技术的发展，相信轨道角动量的应用将会在更多的领域得到推广和应用。

自由空间光通信调制与编码的研究的开题报告一、选题背景随着信息技术的不断发展，人们对于通信技术的需求也不断增加。

而与传统的有线通信相比，光通信具有传输速度快、信息传输容量大、抗干扰能力强等优势，因此在现代通信领域中得到了广泛的应用。

自由空间光通信是一种利用自然大气中的光传输信息的通信技术。

在自由空间光通信系统中，光信号的调制与编码是其中重要的技术环节。

在光信号的调制方面，常用的调制方式有幅度调制、频率调制和相位调制等，采用不同的调制方式能够实现不同的数据传输速率和传输距离等。

在光信号的编码方面，采用不同的编码方式也能够实现不同的数据传输速率、误码率和抗干扰性能等。

因此，在自由空间光通信系统中，光信号的调制与编码是其中的关键技术环节。

本文拟对光信号的调制与编码进行研究，以期能够提高自由空间光通信系统的数据传输速率、传输距离和抗干扰性能等。

二、研究内容本文拟对自由空间光通信中光信号的调制与编码进行研究，主要内容包括：1.光信号的调制技术研究（1）幅度调制技术的研究，分析其在光通信中的优势和不足之处。

（2）频率调制技术的研究，分析其在光通信中的优势和不足之处。

（3）相位调制技术的研究，分析其在光通信中的优势和不足之处。

2.光信号的编码技术研究（1）直接序列扩频技术的研究，分析其在光通信中的优势和不足之处。

（2）光频移键技术的研究，分析其在光通信中的优势和不足之处。

（3）光相干编码技术的研究，分析其在光通信中的优势和不足之处。

3.光信号调制与编码的综合研究通过对光信号的调制与编码进行综合研究，优化光通信系统的传输速率、传输距离和抗干扰性能等。

三、研究目的与意义自由空间光通信技术作为一种新型的通信技术，具有传输速度快、信息传输容量大、抗干扰能力强等优点。

其在军事、国防、科研等领域中有着广泛的应用前景。

而光信号的调制与编码是自由空间光通信系统中的重要技术环节，对于其传输速率、传输距离和抗干扰能力等性能具有重要的影响。

电磁波轨道角动量长距离传输方法研究一、概述在现代科技领域中，长距离传输一直是一个备受关注的课题。

而在这一领域，电磁波轨道角动量传输方法的研究备受关注。

本文将深入探讨电磁波轨道角动量长距离传输方法的研究，从简单到复杂，由浅入深地进行探讨，以帮助读者全面、深入地理解这一主题。

二、电磁波轨道角动量的基本概念在开始深入探讨电磁波轨道角动量长距离传输方法之前，我们首先需要了解电磁波轨道角动量的基本概念。

电磁波轨道角动量是指电磁波自身沿其传播方向具有的角动量，它是电磁波的一个重要特性。

在传统的无线通信系统中，一般采用电磁波的线性极化来传输信息，然而，线性极化的电磁波在传输过程中存在着一定的局限性，如受到天线姿态、环境干扰等的影响，这就促使我们需要寻找一种更加高效的传输方法，于是，电磁波轨道角动量的研究备受关注。

三、电磁波轨道角动量长距离传输的现状与挑战在电磁波轨道角动量长距离传输领域，目前存在着一些挑战与问题。

由于电磁波轨道角动量的传输需要较高的频率和大的天线尺寸，这就对现有的通信系统和天线设计提出了挑战。

大气湍流、非理想的大气传输等也会对电磁波轨道角动量的传输产生一定的影响。

要实现电磁波轨道角动量长距离传输，需要克服一系列技术难题，这也成为了当前研究的重点。

四、电磁波轨道角动量长距离传输的研究方法针对电磁波轨道角动量长距离传输的挑战，研究者们提出了一系列的方法和技术来解决这些问题。

其中，基于自适应光学、自由空间光通信等技术被广泛应用于电磁波轨道角动量的长距离传输。

通过对大气传输效应的建模与补偿、系统参数的设计优化等方法也能够有效地提高电磁波轨道角动量的传输距离和可靠性。

五、电磁波轨道角动量长距离传输的前景与展望尽管电磁波轨道角动量长距离传输面临着诸多挑战，但是随着自适应光学、自由空间光通信等技术的不断发展和成熟，电磁波轨道角动量长距离传输的前景仍然十分广阔。

未来，我们可以期待这一技术在卫星通信、光纤通信、激光雷达等领域得到广泛的应用，为长距离通信提供更加高效、可靠的解决方案。

高斯光束和涡旋光束在自由空间光通信中的应用
高斯光束和涡旋光束在自由空间光通信中都有其独特的应用。

高斯光束由于其具有的特性，如光强分布、光束传播的稳定性和聚焦特性等，使其在自由空间光通信中具有重要的应用。

高斯光束的聚焦特性使其能够实现远距离的信号传输，并且在传输过程中保持信号的质量。

此外，通过适当的设计和控制，高斯光束还可以实现多路复用，从而进一步提高通信容量和速度。

涡旋光束，也称为轨道角动量光束，具有螺旋相位波前。

在自由空间光通信中，涡旋光束可用于增大激光腔的模体积，改变角动量等。

同时，由于其特殊的拓扑电荷数，使得不同拓扑电荷数的涡旋光束是相互正交的，这使得多个不同拓扑电荷数的涡旋光束能够共轴传输，进而提升通信容量。

此外，涡旋光束在光学微操控领域也有重要应用，例如作为光学镊子（光钳）、光学扳手和原子电动机，可捕获和引导粒子，旋转吸收的粒子等。

以上信息仅供参考，如需获取更多详细信息，建议查阅科技文献或咨询专业人士。

Key word: Free space Optical communication Basic strokes Research
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2007 级 电子信息技术与科学 毕业论文
1 绪论
自由空间光通信（Free-Space Optical Columniation，简称 FSO）又称无线通信或大气通信，是指以 光波为载体，在真空或大气中传递信息的通信技术。FSO 按照应用环境的不同又可分大气光通信，卫星间 光通信和 70 年代光纤的问世，光通信的研究重点转移到光纤通信上，FSO 的研究陷入了暂时的低潮。20 世界末随着相关技术的突破，FSO 重新得到了重视，特别是在点对点,嗲吧对多点,声音图象中得到应用, 已经开始在短距离、中等传输速率、特别是室外的接入环境中得到广泛应用。
关 键 词 ：自由空间 光通信 基本技术 研究
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殷忠乾 : 自由空间光通信的基本技术研究
Abstract: The free space optical communication (Free-Space Optical Columniation, is called FSO) is one kind realizes point-to-point, through the laser in the atmospheric channel to the multi-spots or the multi-spots to the multi-spots between the pronunciation, the data, the pictorial information two-way communication technology, the free space optical communication will become the air based to correspond in the future one kind feasible and the attractive means of communication. The light beam capture, the alignment and the track are one which of key technologies in the free space optical communication must solve. Now corresponds the domain, the optical communication already became widely uses and has a huge development opportunities kind of correspondence science, divides into the optical fiber, the photo source, the fiber optic communications system three aspects on the optical communication development process to carry on reviews and said that and makes the brief forecast to the optical communication trend of development, the optical communication is comes from the electricity correspondence development, the optical communication has allowed that the frequency band is very wide, the transmission capacity is very big; The loss is very small, relaying is away from very long, and the error rate is very small; The weight is light, the volume is small; The anti-electromagnetic interference performance is good; Divulges is small, keeps secret the performance to be good; The review optical communication's historical development, and will divide into by optical fiber's appearance it the exploration stage and the development phase, this article embarks to the design free space optical communication basic applied technology and the present situation future development, studies elaborated from the entire aspect the free space Optical Communication Technology's development process, will make the brief forecast finally to the optical communication development.