研究目的
通过发现空间频域中显著的轨道角动量选择性来展示轨道角动量全息技术，以实现高安全性光学加密。
研究成果
该研究通过在全息重建过程中保持并传递轨道角动量（OAM）特性，成功展示了OAM全息技术，实现了超高容量全息复用与高安全性加密。所发现的OAM选择性为将OAM作为全息信息处理中的独立信息载体开辟了新途径。
研究不足
入射轨道角动量光束的螺旋模指数实际上限由空间光调制器的空间分辨率决定。奈奎斯特-香农采样定理限制了轨道角动量复用信道数量。
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轨道角动量全息术用于高安全性加密
DOI：10.1038/s41566-019-0560-x
期刊：Nature Photonics
出版年份：2019
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
全息技术已被确认为三维显示、光学加密、显微镜和人工智能的重要平台，其通过不同物理维度实现功能。然而与波长和偏振分光不同，尽管光的轨道角动量（OAM）具有螺旋波前这一独立物理维度，但由于布拉格衍射公式缺乏螺旋模式指数选择性，该维度尚未作为全息术的信息载体得到应用。本研究通过发现空间频率域内强OAM选择性（且无理论螺旋模式指数限制），成功实现了OAM全息术。这使得依赖OAM的全息图像复用成为可能——其螺旋模式指数范围覆盖-50至50，进而形成10比特OAM编码全息图用于高安全性光学加密。我们展示的最多210个依赖OAM的独特全息图像，标志着利用此前不可及的OAM分光维度实现超高容量全息信息系统的新路径。
作者：
Xinyuan Fang，Haoran Ren，Min Gu
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