光子轨道角动量技术在卫星上的应用前景展望

摘要

本文介绍了将光子轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)技术应用于卫星的广阔前景和技术挑战,主要包括超高码速率对地和星间通信、量子通信、对地遥感成像等.与光子自旋角动量(Spin Angular Momentum,SAM)是光子的内在属性相比,OAM是光子的外在属性,它并不为大多数物理学家所熟悉.光子围绕其自身的轴旋转形成SAM,宏观上表现为电磁波的极化;光子围绕电磁波的传播方向旋转产生OAM,携带OAM的电磁波具有螺旋形波前.与SAM只有左旋和右旋两种状态不一样,理论上,OAM具有无限种互相正交的状态,且这些状态两两之间是互相正交的.