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基于偏振信息恢复的光通信

许雄 陶强强 沈飞 郭忠义

许雄, 陶强强, 沈飞, 郭忠义. 基于偏振信息恢复的光通信[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(9): 922002-0922002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0922002
引用本文: 许雄, 陶强强, 沈飞, 郭忠义. 基于偏振信息恢复的光通信[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(9): 922002-0922002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0922002
Xu Xiong, Tao Qiangqiang, Shen Fei, Guo Zhongyi. Retrieving the polarization information for light communication[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(9): 922002-0922002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0922002
Citation: Xu Xiong, Tao Qiangqiang, Shen Fei, Guo Zhongyi. Retrieving the polarization information for light communication[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(9): 922002-0922002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0922002

基于偏振信息恢复的光通信

doi: 10.3788/IRLA201645.0922002
基金项目: 

电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室开放基金(CEMEE2016K0101B)

详细信息
    作者简介:

    许雄(1985-),男,博士,主要从事计算电磁学复杂电磁环境方面的研究。Email:xuxiong2008@foxmail.com

    通讯作者: 郭忠义(1981-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事智能信息处理方面的研究。Email:guozhongyi@hfut.edu.cn
  • 中图分类号: TN911.74

Retrieving the polarization information for light communication

  • 摘要: 基于斯托克斯矢量和MC算法,在各种散射系统中研究了偏振信息的传输性能。根据偏振光斯托克斯矢量的散射特性,提出了一种能够减少散射对入射偏振光影响的PR方法。为了验证PR方法的有效性和实用性,仿真了在不同实际大气和水下环境,偏振传输和偏振信息恢复的结果。仿真结果表明,PR方法更适用于粒子半径相对大的杂乱媒介,并且长波可以有效地减少偏振信息的损失。此外,仿真结果也表明,在非均匀的大气媒介中下行和上行链路是不可逆的。在水下,PR方法同样用来减小散射对于光的偏振度的影响。通过PR方法,线偏振度的最大增强可达到16%。这些结果对于未来大气,水下量子保密通信具有重要的意义。
  • [1] Biagi M, Borogovac T, Little T D. Adaptive receiver for indoor visible light communications[J]. Journal of Lightwave Technology, 2013, 31(23):3676-3686.
    [2] Wang Y, Yang C, Wang Y, et al. Gigabit polarization division multiplexing in visible light communication[J]. Optics Letters, 2014, 39(7):1823-1826.
    [3] Dong L, Xiu X M, Gao Y J, et al. A controlled quantum dialogue protocol in the network using entanglement swapping[J]. Optics Communications, 2008, 281(24):6135-6138.
    [4] Miao E L, Han Z F, Zhang T, et al. The feasibility of geostationary satellite-to-ground quantum key distribution[J]. Physics Letters A, 2007, 361(1):29-32.
    [5] Emde C, Buras R, Mayer B, et al. The impact of aerosols on polarized sky radiance:model development, validation, and applications[J]. Atmospheric Chemistry and Physics, 2010, 10(2):383-396.
    [6] Yu C L, Ma J, Gao P T, et al. Horizontal atmospheric layer influence on polarization properties of circularly polarized laser beam[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2):725-730. (in Chinese)
    [7] Li M, Lu P, Yu Z, et al. Vector Monte Carlo simulations on atmospheric scattering of polarization qubits[J]. JOSA A, 2013, 30(3):448-454.
    [8] Toyoshima M, Takenaka H, Shoji Y, et al. Polarization measurements through space-to-ground atmospheric propagation paths by using a highly polarized laser source in space[J]. Optics Express, 2009, 17(25):22333-22340.
    [9] Freund I. Stokes-vector reconstruction[J]. Optics Letters, 1990, 15(24):1425-1427.
    [10] Kohlgraf-Owens T W, Dogariu A. Transmission matrices of random media:means for spectral polarimetric measurements[J]. Optics Letters, 2010, 35(13):2236-2238.
    [11] Ramella-Roman J, Prahl S, Jacques S. Three Monte Carlo programs of polarized light transport into scattering media:part I[J]. Optics Express, 2005, 13(12):4420-4438.
    [12] Lawless R, Xie Y, Yang P, et al. Polarization and effective Mueller matrix for multiple scattering of light by nonspherical ice crystals[J]. Optics Express, 2006, 14(14):6381-6393.
    [13] Li S, Cheng X, Mei P, et al. Multiple scattering of light transmission in a smoke layer[J]. Optik-International Journal for Light and Electron Optics, 2014, 125(9):2185-2190.
    [14] Lee R L, Samudio O R. Spectral polarization of clear and hazy coastal skies[J]. Applied Optics, 2012, 51(31):7499-7508.
    [15] Zardecki A, Tam W G. Multiple scattering corrections to the Beer-Lambert law. 2:Detector with a variable field of view[J]. Applied Optics, 1982, 21(13):2413-2420.
    [16] Tao Q Q, Guo Z Y, Xu Q, et al. Retrieving the polarization information for satellite-to-ground light communication[J]. Journal of Optics, 2015, 17(8):085701.
    [17] Xu Q, Guo Z Y, Tao Q Q, et al. Transmitting characteristics of polarization information under seawater[J]. Applied Optics, 2015, 54(21):6584-6588.
  • [1] 王伟平, 于佳睿, 胡小燕, 赵少宇.  中波红外集成偏振光栅结构参数对偏振性能影响仿真分析 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210132-1-20210132-8. doi: 10.3788/IRLA20210132
    [2] 郭忠义, 汪信洋, 李德奎, 王鹏飞, 张宁, 胡天伟, 张曼, 高隽.  偏振信息传输理论及应用进展(特约) . 红外与激光工程, 2020, 49(6): 20201013-1-20201013-19. doi: 10.3788/IRLA20201013
    [3] 付跃刚, 朱启凡, 张玉慧, 杨博伟, 刘智颖, 胡源.  仿生虾蛄眼偏振特性结构研究(简讯) . 红外与激光工程, 2019, 48(8): 827001-0827001(4). doi: 10.3788/IRLA201948.0827001
    [4] 黄春晖, 翟晟.  用Stokes参量法研究角锥棱镜的偏振特性 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 818007-0818007(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0818007
    [5] 田晶, 白光富, 江阳.  舰船气泡尾流散射光斯托克斯特征研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(2): 206003-0206003(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0206003
    [6] 苏安, 吕琳诗, 李艳新, 唐秀福, 何小超, 高英俊.  偏振对光子晶体量子阱滤波品质的调制 . 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 115-119. doi: 10.3788/IRLA201746.S121002
    [7] 徐文斌, 陈伟力, 李军伟, 王广平, 武敬力.  采用长波红外高光谱偏振技术的目标探测实验 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 504005-0504005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0504005
    [8] 刘震, 洪津, 龚冠源, 郑小兵, 杨伟锋, 袁银麟.  空间调制型全偏振成像系统的角度误差优化 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 117003-0117003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0117003
    [9] 汪家春, 赵大鹏, 杜香华, 王启超, 林志丹, 程立, 李志刚.  基于AOTF的高光谱偏振成像系统设计与实验 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 1136002-1136002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0138002
    [10] 陈卫, 孙晓兵, 乔延利, 陈震庭, 殷玉龙.  海面耀光背景下的目标偏振检测 . 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 63-68. doi: 10.3788/IRLA201746.S117001
    [11] 赵远, 张子静, 马昆, 徐璐, 吕华, 苏建忠.  高灵敏度的光子偏振激光雷达系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 902001-0902001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0902001
    [12] 孙贤明, 万隆, 王海华.  激光雷达探测水云退偏振比的敏感性研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 906001-0906001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0906001
    [13] 王新强, 孙晓兵, 张丽娟, 汪杰君, 谢秋蓉, 叶松.  可见/近红外土壤湿度的光谱偏振特性实验研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3288-3292.
    [14] 李文胜, 张琴, 黄海铭, 付艳华.  一维含单负材料光子晶体塔姆态的偏振特征 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1600-1604.
    [15] 裘桢炜, 洪津.  偏振遥感器镜头相位延迟特性分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 806-811.
    [16] 周强, 赵巨峰, 冯华君, 徐之海, 李奇, 陈跃庭.  基于偏振成像的红外图像增强 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 39-47.
    [17] 孟祥盛.  偏振技术在激光引信抗烟雾干扰中的应用分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1716-1719.
    [18] 秦刚, 杨郁, 张建生.  船舰远程尾流散射光偏振特性的蒙特卡洛模拟 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1730-1736.
    [19] 李文胜, 张琴, 黄海铭, 付艳华, 是度芳.  含单负材料光子晶体隧穿模的偏振特性 . 红外与激光工程, 2012, 41(8): 2033-2037.
    [20] 姜庆辉, 邱跃洪, 文延, 汪欢, 许维星.  AOTF偏振光谱成像数据采集系统设计 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 218-222.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-01-23
  • 修回日期:  2016-02-03
  • 刊出日期:  2016-09-25

基于偏振信息恢复的光通信

doi: 10.3788/IRLA201645.0922002
    作者简介:

    许雄(1985-),男,博士,主要从事计算电磁学复杂电磁环境方面的研究。Email:xuxiong2008@foxmail.com

    通讯作者: 郭忠义(1981-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事智能信息处理方面的研究。Email:guozhongyi@hfut.edu.cn
基金项目:

电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室开放基金(CEMEE2016K0101B)

  • 中图分类号: TN911.74

摘要: 基于斯托克斯矢量和MC算法,在各种散射系统中研究了偏振信息的传输性能。根据偏振光斯托克斯矢量的散射特性,提出了一种能够减少散射对入射偏振光影响的PR方法。为了验证PR方法的有效性和实用性,仿真了在不同实际大气和水下环境,偏振传输和偏振信息恢复的结果。仿真结果表明,PR方法更适用于粒子半径相对大的杂乱媒介,并且长波可以有效地减少偏振信息的损失。此外,仿真结果也表明,在非均匀的大气媒介中下行和上行链路是不可逆的。在水下,PR方法同样用来减小散射对于光的偏振度的影响。通过PR方法,线偏振度的最大增强可达到16%。这些结果对于未来大气,水下量子保密通信具有重要的意义。

English Abstract

参考文献 (17)

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