Laguerre Gauss Işınlarının Yüksek Dereceli Azimuthal İndekslerini Kullanan Yeni Bir Yörüngesel Açısal Momentum Kodlama Sistemi

Abstract

Optik vorteks (OV) ışınlarındaki yörüngesel açısal momentum (OAM), uzay modunun yeni bir boyutunu sunar çünkü farklı azimuthal OAM durumlarına sahip eş eksenli olarak yayılan optik vorteks ışınları karşılıklı olarak ortogonaldir. Optik iletişim sisteminin kapasitesini potansiyel olarak artırmak için ışınlar verimli bir şekilde çoğullanabilir ve çoklanabilir. Bu nedenle, şimdiye kadar, enine uzamsal modun azimutal ve radyal indeksleri birçok kez araştırılmıştır. Bu makale, Laguerre Gaussian (LG) ışınının azimuthal indislerine odaklanmaktadır. Optik iletişim sistemi için simülasyon yoluyla yüksek dereceli azimuthal indekslere sahip türbülans ve gürültü etkisi altında yeni bir OAM kodlama sistemi kurulmuştur. Vericide, farklı azimuthal indekslere sahip Laguerre Gaussian modunun bir dizi hologramı, her bir ışının bir veri bitini temsil ettiği çoklama ışınlarının koaksiyel iletimini sağlamak için kullanılır. Alıcıda, çoklanmış ışınları çoğullamadan arındırmak için iletilen ışınlara karşılık gelen eşlenik ışık alanının süperpozisyonu kullanılır. Faz kaydırma faktörü ve centroid algoritmasının kombinasyonu, her kanaldaki azimuthal indekslerin eş zamanlı olarak algılanmasını ve bilginin verimli bir şekilde çözülmesini gerçekleştirir. Makalede bir kodlama sisteminin performansına dair tartışmaları veriyoruz. Simülasyon sonuçları, dört ortogonal LG modu (M = 4) kullanıldığında 20 dB SNR’de 18,802 bit/s/Hz’lik bir MIMO kapasitesi elde edildiğini göstermektedir. Bu, tek modlu iletimlere göre yaklaşık üç kat artış sağlarken, türbülans mod saflığını −6,02 dB’den −1,25 dB’ye düşürür ve ortalama −4,77 dB’lik bir çapraz konuşma oluşturmuştur.