利用轨道角动量实现信息操控的基础理论和关键技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11274131
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    93.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2210.与光学有关的交叉领域
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

As an important physical quantity in physics, orbital angular momentum has given a rapid rise to new developments in nonlinear optics, quantum optics, atom optics, and astronomy since its original recognition by Allen et al. in 1992. Unlike spin angular momentum, orbital angular momentum is associated with helical phase fronts, which can, in principle, take infinite available states that are orthogonal with each other. In the interdisciplinary research areas between physics and optical communications, the project builds up a connection between orbital angular momentum and optical communications. Similar to some other degrees of freedom like wavelength, time slot, and polarization, orbital angular momentum also offers a new optical degree of freedom which can be used as the carrier of data information. Scientific researches are carried out in the project on the basic theories and key technologies of information manipulation using orbital angular momentum. First, basic theories and characteristics of orbital angular momentum-based information manipulation are explored, such as the basic rule of orbital angular momentum preservation during free-space propagation, orthogonality of orbital angular momentum, mirror-image effect on reversing the charge sign of orbital angular momentum, etc. Second, several key technologies of information manipulation are investigated both in theories and experiments, including the information multiplexing/demultiplexing, information exchange, and information multicasting. Finally, in order to improve the performance and scalability of information manipulation, a novel configuration, providing full-field (i.e., phase and intensity) spatial light modulation, is constructed. The research works of information manipulation using orbital angular momentum as a new degree of freedom, provide new opportunities and approaches in optical communications, which can potentially promote the rapid development of high-speed large-capacity optical communication networks.
作为物理学一个重要物理量,轨道角动量自1992年被Allen等人证实后迅速推动了非线性光学、量子光学、原子光学和天文学等多个学科的新发展。与自旋角动量不同,轨道角动量与螺旋形相位波前联系在一起,理论上可取值无穷且彼此正交。本项目在物理学和光通信学科交叉领域,将轨道角动量引入到光通信中,与波长、时隙和偏振等自由度类似,将轨道角动量视为一个新自由度并作为数据信息载体,开展利用轨道角动量进行信息操控的基础理论和关键技术研究。首先,探索轨道角动量信息操控的基础理论和基本特性,包括轨道角动量传播不变基本规律、正交特性和反号镜像特性等;其次,理论和实验研究轨道角动量信息复用/解复用、信息交换和信息广播等信息操控的关键技术;最后,构建新型相位和光强全场空间光调制装置以提高信息操控性能和扩展性。该研究在轨道角动量这一新自由度上操控信息,这为光通信提供了一条新途径并可对高速大容量光通信网的发展产生推动作用。

结项摘要

本项目在物理学和光通信学科交叉领域,将轨道角动量引入光通信,开展了轨道角动量信息操控的基础理论和关键技术研究,具体包括机理特性、信息复用/解复用、信息交换、信息广播和全场空间光调制五方面研究。..1、轨道角动量信息操控的基础理论、新机理和新特性研究.研究了角谱传播理论、正交特性、镜像特性、信息格式透明特性、大气扰动特性等。..2、理论和实验研究了轨道角动量“信息复用/解复用”.将高级调制格式、偏振复用和轨道角动量复用等多维度融合,实验实现了自由空间435 bit/s/Hz超高光谱效率,1.036 Pbit/s超高通信容量。拓展研究了小数阶轨道角动量复用通信及多种新型轨道角动量光纤设计及应用。..3、理论和实验研究了轨道角动量“信息交换”.提出并实验研究了光纤轨道角动量前向和后向信息交换及可重构轨道角动量模式和空间光交换。..4、理论和实验研究了轨道角动量“信息广播”.实验实现了1到34路轨道角动量信息广播;研究了纯相位元件产生多达100个信道轨道角动量光束;实验实现了功率可控轨道角动量广播和贝塞尔模式广播;研究了V天线超表面轨道角动量广播;实验实现了电介质超表面轨道角动量广播;实验实现了多维融合1到1100超大信道数信息广播;实验实现了自适应光学补偿大气湍流的轨道角动量广播。..5、新型相位和光强全场空间光调制的理论和装置研究.提出新型相位和光强全场空间光调制方法和装置,实现幅度和相位独立任意调控,实验产生了多路轨道角动量光束、拉盖尔高斯光束、贝塞尔光束及任意特殊光束。..轨道角动量信息操控开发了空间维度资源,有望推动高速大容量光通信发展。研究成果获教育部自然科学一等奖。发表SCI收录论文28篇(Scientific Reports 8篇、Optics Express 6篇、Optics Letters 11篇、Photonics Research 1篇、IEEE Journal of Quantum Electronics 1篇、IEEE Photonics Journal 1篇)。获邀英文综述文章2篇、英文书章节1篇。获邀国际会议特邀报告23次。组织 6 次轨道角动量专题论坛。录用国际会议论文47篇,其中Postdeadline Paper 2篇、Best Student Paper 2篇。申报国家发明专利4项,授权3项。

项目成果

期刊论文数量(28)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Polarization-insensitive PAM-4-carrying free-space orbital angular momentum (OAM) communications
偏振不敏感的 PAM-4 承载自由空间轨道角动量 (OAM) 通信
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Jun Liu;Jian Wang
  • 通讯作者:
    Jian Wang
Full-duplex bidirectional data transmission link using twisted lights multiplexing over 1.1-km orbital angular momentum fiber
在 1.1 公里轨道角动量光纤上使用双绞光复用的全双工双向数据传输链路
  • DOI:
    10.1177/00380385211069507
  • 发表时间:
    2016-11-30
  • 期刊:
    Scientific Reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Chen S;Liu J;Zhao Y;Zhu L;Wang A;Li S;Du J;Du C;Mo Q;Wang J
  • 通讯作者:
    Wang J
A compact trench-assisted multi-orbital-angular-momentum multi-ring fiber for ultrahigh-density space-division multiplexing (19 rings × 22 modes)
用于超高密度空分复用的紧凑型沟槽辅助多轨道角动量多环光纤(19环×22模式)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Scientific Reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Shuhui Li;Jian Wang
  • 通讯作者:
    Jian Wang
Encoding/decoding using superpositions of spatial modes for image transfer in km-scale few-mode fiber
使用空间模式叠加进行编码/解码,用于公里级少模光纤中的图像传输
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Jun Liu;Qi Mo;Cheng Du;Jian Wang
  • 通讯作者:
    Jian Wang
Mode conversion and orbital angular momentum transfer among multiple modes by helical gratings
螺旋光栅多模间的模式转换和轨道角动量传递
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    IEEE Journal of Quantum Electronics
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Liang Fang;Jian Wang
  • 通讯作者:
    Jian Wang

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

论原型义项排列法的优势和不足——兼评Oxford American College Dictionary中的义项排序
论论原体义项项法阊势和经评例评牛津美国大学词典中的马项项顺序
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王安民;王健
  • 通讯作者:
    王健
Peroxisome proliferator-activated receptor γ inhibits pulmonary hypertension targeting store-operated calcium entry.
过氧化物酶体增殖物激活受体γ抑制肺动脉高压,靶向钙库操作的钙进入。
  • DOI:
    10.1063/1.4922479
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    J Mol Med (Berl)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王健
  • 通讯作者:
    王健
正例投票下的L1目标跟踪算法
  • DOI:
    10.1079/9781780644516.0263
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国图象图形学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡良梅;王健;张旭东;张骏
  • 通讯作者:
    张骏
准静态条件下三维脱轨系数临界值简化计算方法
  • DOI:
    10.1111/jmg.12299
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    交通运输工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王健;马晓川;马道林;王平
  • 通讯作者:
    王平
粉尘比电阻不同测试标准的对比分析
  • DOI:
    10.1111/1365-2664.12643
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    中国粉体技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王健;钟圣俊;靳鑫;李伟晔
  • 通讯作者:
    李伟晔

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

王健的其他基金

NOX1/4促进CD47转录表达诱导肺癌吞噬逃逸和放射治疗抵抗的机制研究
  • 批准号:
    82303831
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于硅光子集成芯片的大容量通信系统智能多维光信号处理
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    100 万元
  • 项目类别:
仿生纳米酶Mn-MOF抗氧化并重塑施万细胞促进长距离周围神经再生的研究
  • 批准号:
    62261160388
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于偏振角分辨光谱分析的超薄膜在线测量方法与理论研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
轨道角动量叠加态多普勒效应提取多维矢量运动信息的研究
  • 批准号:
    11774116
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    69.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于高斯过程模型的高动态三维表面智能采样与重构方法研究
  • 批准号:
    51705178
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
超颖表面结构实现高密度分数阶轨道角动量光通信的研究
  • 批准号:
    11574001
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于超快二阶非线性高速全光信息交换的新机理新技术研究
  • 批准号:
    61077051
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    46.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
40Gbit/s高速全光码型转换的新机理和新技术研究
  • 批准号:
    60577006
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    7.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码