摘要：光学涡旋（OV）特殊的暗中空结构以及其确定的轨道角动量特性，使得光学涡旋在最近几十年里受到了广泛的研究和应用。尤其是在通信领域中，在通信领域我们可以利用光学涡旋所携带的轨道角动量[[[]郑凤,陈艺戬,冀思伟,段高明,郁光辉. 轨道角动量通信技术的研究[J/OL].通信学报, 2020,1-9]]进行信息编码，以此来提高光通信中信息传输速率。在光通信系统中，光源能量是有限的，空间光调制器这类光学器件对入射光的能量也有限制要求，同时轨道角动量复用的复杂机制使得的光路系统对OV能量影响十分严重，会导致OV的衰减，此时光源到OV的能量转换效率问题就显得十分突出。

本文章针对该问题，将在计算全息图中引入数字闪耀叉型光栅技术，改善OV能量的转换效率，以满足自由空间通信的要求。本文分析研究空间光调制器性能参数、全息图和OV能量转换效率之间的关系，利用光栅理论对空间光调制器加载数字闪耀叉型光栅全息图时的衍射场建立数学模型，定量地分析衍射光场中+1衍射级OV的衍射角度和能量转换效率，并将进一步通过实验对理论分析进行验证。在计算全息图中引入数字闪耀叉型光栅技术，改善OV能量的转换效率，以满足自由空间通信的要求。着重研究空间光调制器性能参数、全息图和OV能量转换效率之间的关系，提高OV能量转化率没在计算全息图引入数字闪耀叉型光栅技术，定量地分析衍射光场中+1衍射级0V的衍射角度和能量转换效率，并将进一步通过实验对理论分析进行验证。

关键词：空间光解调器；数字闪耀叉型光栅；光通信

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1 研究背景意义-1

1.2 研究进展-1

1.3 论文研究目标和内容-4

1.4 论文组织结构-4

第二章  空间光调制器-6

2.1 空间光调制器-6

2.2 液晶空间光调制器法-7

2.2.1 液晶材料-7

2.2.2 液晶基本性质-8

2.4本章小结-10

第三章  闪耀叉形光栅衍射-11

3.1 闪耀叉型光栅-11

3.2 闪耀叉型光栅相位全息图的生成-12

3.3 闪耀叉型光栅衍射场的数值模拟和分析-13

3.3.1 菲涅尔衍射-13

3.3.2 闪耀叉型光栅衍射场的数学模型-14

3.3.3 闪耀叉型光栅衍射场的数值仿真-15

3.4 本章小结-16

第四章  实验全息图的加载与结果分析-17

4.1 OV衍射角度和能效实验-17

4.2 实验结果与分析-19

4.3 本章小结-19

结论-21

参考文献-23

致  谢-22