摘要：由于信息产业快速的壮大，人们对通信的需求越来越高，所以进一步提出要运用复用通信技术并且是带有轨道角动量（Orbital Angular Momentum,OAM）的涡旋光束。涡旋光束的光束结构含有很多的特别的物理性质，就像是呈环形分布的强度、特有的尺寸很小的中心暗斑、没有加热效应、没有衍射效应等都是它的性质，由于光束在往前传输的进程中，环绕光束轴的所有光子带有的量子数l与具有螺旋相位结构的光子轨道角动量（Orbital Angular Momentum，OAM）有关，这是OV最为重要的一个特征,因此该光束在激光光学、光通信、信息传递与加密等全部都有广泛运用。然而携带OAM的光束，成为了光学研究中空前绝后的一大热点，就是因为它凭借着自己携带的独有的光学性质。但是大气湍流从古至今都阻碍着基于OAM光束的复用通信的发展。导致所有的模式间发生严重的串扰现象使得通信系统的性能极大的下降。所以，抑制串扰的出现迫在眉睫。

本文就是针对大气湍流对OAM态复用系统干扰的影响，研究分析相应的方法来解决这个问题，找到适合的模型进行试验，分析试验得出结果。通过实验得出涡旋光束(Optial Vortex,OV)的传播方式是以螺旋状向前运动，它的波矢量含有方位项，且其以涡旋中心为旋转点转动来实现多束光涡的共轴复用可以让整个通信系统的增长速度变得特别快。本文根据这一背景，建立了Kolmogorov模型，对光束在大气湍流中的串扰进行了深入研究。随着湍流强度的增加受到影响就变大串扰变得更活跃导致通信质量急速下降。通过实验分析来找到解决的方法可以减小串扰的生成。从而使得通信保持稳定的状态。

关键词：复用通信；OAM；大气湍流；涡旋

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章  绪论-2

1.1 背景和来源-2

1.2 国内外现状-3

1.3 主要内容-5

第二章  具有OAM的涡旋光束基本原理-6

2.1涡旋光束的OAM态-6

2.2大气湍流-15

2.3本章小结-17

第三章  基于OAM复用的FSO通信方案-18

3.1基于OAM复用的FSO通信方案-18

3.2建立大气湍流模型-20

3.3大气湍流对OAM复用通信系统影响-23

3.4本章小结-26

第四章  串扰的概念与分析-27

4.1串扰的概念-27

4.2串扰的研究分析-27

4.3本章小结-29

第五章  总结与展望-30

参考文献-31

致  谢-32