文献综述
本课题的现状及发展趋势：
随着通信互联网业的发展，带宽的需求量也日益增加。面对第五代移动通信技术(5G)和更先进的无线通信系统，利用有限可用的带宽来传递更多的信息变得至关重要，大容量的通信方案成为了近期研究的热点。人们可以通过对光的频率、强度、相位和偏振态等一系列的物理量的控制来实现空间维度的拓展
OAM态通信起源于2004年，Gibson等人在实验室演示了可通过OAM态编码信息实现信息的传输，这种通信方式具有很好的安全性。2012年，I．van等人利用不同OAM态的正交性，将OAM态调制用户信息获得多维OAM态信号星座图，并通过低密度奇偶校验(Low density parity check，LDPC) 码编码，实现了降低大气湍流干扰的OAM态通信。同年，Wang等人提出并演示了一种基于OAM态复用的新型高速通信实验，即OAM态复用通信。实验中，他们用4个OAM态表示4路16QAM调制光信号，其中每路信号的传输率为12.7Gbit/s。通过OAM态复用，系统的总传输速率可达到1369.6Gbit/s，频带效率为25.6bit/s/Hz。2013年，Huang 等人在此工作基础上，实现32路20Gbit/s、16QAM数据流的OAM态复用传输，达到了2.56 Tbit/s高速数据通信，且系统误码率小于 0.002。同时，OAM态复用与波分复用(Wave-length-divisionmultiplexing，WDM)、极化复用(Polar-izationMultiplexing)并行实施，获得了传输率达100Tbit/s的高速通信。总之，OAM态复用通信可极大地提升通信系统的传输速率，且不需要额外的谱带宽。
组建OAM光通信系统涉及到OAM光束的产生、OAM的复用与解复用和OAM信号的传输媒介等三大模块。将具有不同拓扑荷数的OAM模模式复用与解复用的具体实现上有2种方式：一是直接采用OAM模式作为载波携带信号传输；另一种是同时对多个OAM态进行编码，实现码分复用。在OAM模式的复用技术研究方面，2012年，加州大学戴维斯分校的苏铁辉和贝尔实验室的David等人通过联合研究，在硅基集成光芯片上完成了OAM模式复用与解复用实验中，他们成功地实现了2个OAM态复用的20Gbit /s的短距离自由空间传输。同年，Alan E． Willner研究组的Fazal等人应用OAM复用与波分复用结合在自由空间传输的一种典型系统结构图该系统首先将波分复用后得到的2束高斯光分别通过空间光调制器转化成2束OAM光，然后利用光合束器将2束OAM光复用为1束OAM同心光束。该OAM复用光束在自由空间中传输约1 m后，在接收端被另一个空间光调制器转化成2束空间解复用的高斯光，最后被波分复用接收设备解复用接收。实验中，该系统实现了50个信道的复用传输(2个OAM的态复用，每个OAM态传输25个通道的波分复用信号)，传输总速率高达2Tbit /s。
随着宽带数据业务的普及和物联网以及云计算等大数据业务的高速发展，光通信网络也面临着传输容量不足和信道阻塞等诸多考验和挑战。利用光轨道角动量(OAM)的复用技术，能够提高通信信道容量和频谱效率，可望有效地解决这些问题．因而对于OAM光通信技术的研究近年来引起了世界各国科研工作者的广泛兴趣，取得了迅猛的发展。
本课题的价值 ：
随着数据流量业务的普遍使用和物联网及云服务等大数据业务的极快速发展，传统上的光通信网络也面临着信道的阻塞和传输容量的不足等非常多的考验和挑战[6]。将空间中的自由光OAM复用在一起，是通信技术领域的一个创新之举。通信信道，即数据传输的通路，其可用的空间容量将会大大增加，频谱的效率也会大大的提高，对于提升人类科技生活质量具有重要意义。
参考文献：
[1] 魏功祥, 刘晓娟, 刘云燕,等. 光的自旋和轨道角动量[J]. 激光与光电子学进展, 2014, 51(10):30-37.
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