全视场光学结模式分选器

光学节是一种具有拓扑结构的光场,其相位或偏振奇点在传播过程中形成链接或缠绕的轨迹,使其成为高维光信息载体的有前景候选者。然而,要将它们应用于通信或量子信息协议,需要一种能够以低串扰区分选定节字母的实际读出方法。本研究展示了一种利用一个或两个优化的纯相位元件实现光学节全视场分选器的原理验证。该分选器将每个输入节映射到预定义的输出区域,并直接从输出强度分布进行优化,以增强正确分配、抑制串扰,并避免不同节之间的退化映射。该方法被应用于由霍普夫链接、三叶结和五叶结组成的光学节字母表。与单相位平面相比,两个优化的相位平面提高了分选性能,并实现了对三节字母表的高区分能力。研究还进一步在常见实验缺陷下对该分选器进行了基准测试。这些结果将全视场光模式分选扩展至拓扑结构光场,为基于节的高维光通信提供了读出途径。
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提交arXiv: 2026-06-22 14:58

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