Передача данных с мультиплексированием по орбитальному угловому моменту оптического излучения в условиях сильного рассеяния

Мультиплексирование нескольких каналов орбитального углового момента (ОУМ) обеспечивает высокую пропускную способность оптических систем связи. Однако рассеяние оптического излучения на присутствующих в атмосфере микрочастицах или межмодовая связь в оптических волокнах значительно снижает ортогональность каналов ОУМ при их демультиплексировании и в конечном счёте увеличивает перекрёстные помехи в системе связи. В настоящей работе предложена новая методика восстановления с использованием матрицы рассеяния (SMART), предназначенная для демультиплексирования каналов ОУМ из сильно рассеянных оптических полей; экспериментально достигнут уровень перекрёстных помех −13,8 дБ при параллельной сортировке 24 каналов ОУМ после прохождения через рассеивающую среду. Методика SMART реализована в самостоятельно разработанной системе передачи данных, в которой для кодирования каналов ОУМ используется цифровое микрозеркальное устройство, одновременно обеспечивающее калибровку без опорного сигнала и тем самым высокую устойчивость к смещению. Успешно продемонстрирована высокоточная передача как полутоновых, так и цветных изображений в условиях рассеяния при уровне ошибок <0,08%. Эта методика может открыть путь к высокопроизводительной оптической связи в турбулентных средах.