-
شماره ركورد
28581
-
پديد آورنده
مهدي خدادادي كرهرودي
-
عنوان
توليد و مشخصه يابي باريكه هاي نور ساختاريافته به منظور كدگذاري اطلاعات در ارتباطات نوري بيسيم فضاي آزاد
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
فيزيك- اپتيك و ليزر
-
سال تحصيل
1400
-
تاريخ دفاع
1402/4/28
-
استاد راهنما
محمدرضا جعفرفرد
-
دانشكده
دانشكده فيزيك
-
چكيده
مطالعات در حوزه ي باريكه هاي نور ساختاريافته در سالهاي گذشته توجه بسياري از محققان را به خود جلب كرده است. تحقيقات در اين زمينه سبب معرفي اعضاي متعددي از باريكه هاي ساختاريافته شده است كه معروفترين آنها با عنوان پيچه هاي نوري حامل تكانه زاويه اي مداري شناخته مي شوند. ويژگي عمده اين باريكه ها دارا بودن جبهه موج پيچشي با وابستگي سمتي است. در واقع اين ساختار پيچشي، حول يك نقطه تكينگي در مركز پيچه نوري شكل مي گيرد و سرعت چرخش فاز سمتي اطراف اين نقطه با عنوان بار توپولوژيكي شناخته مي شود. اين نقطه از آن جهت تكنيگي نام گرفته است كه مقدار فاز باريكه در آن نقطه قابل تعريف نيست. از معروفترين پيچه هاي نوري مي توان به باريكه هاي نوري لاگر-گوسي، بسل-گوسي، و پيچه نوري كامل كه حاصل از تبديل فوريه باريكه بسل-گوسي است اشاره كرد. مهمترين ويژگي كه سبب تمايز پيچه هاي نوري كامل از ساير اعضاي اين خانواده مانند باريكه هاي لاگر-گوسي، بسل-گوسي مي شود عدم وابستگي قطر پيچه نوري به مقدار تكانه زاويه اي مداري باريكه است. اين ويژگي سبب شده است تا بتوان پيچه هاي نوري كامل با سايز دلخواه و مستقل از بار توپولوژيكي توليد كرد. اخيراً، عضو ديگري از باريكه هاي ساختاريافته با نام باريكه هاي كارپت شعاعي معرفي شده است. اين باريكه ها نيز حامل تكانه زاويه اي مداري هستند و خواصي همچون خودترميمي در مورد آنها اثبات شده است. تكيه بر ويژگي هاي منحصر بفرد باريكه هاي ساختاريافته در كاربردهايي نظير ميكروسكوپهاي نوري كه كنترل الگوي شدت نور فرودي بر نمونه مفيد است و يا در حوزه ارتباطات نوري كه همواره به دنبال افزايش درجات آزادي سيستم در كدگذاري اطلاعات هستيم راهگشا خواهد بود. همچنين مقاومت بيشتر باريكه هاي نوري مذكور در برابر اثرات مخرب ناشي از محيط انتشار، نسبت به باريكه هاي نوري مرسوم با توزيع گوسي، آنها را به كانديداي مناسبي براي مطالعات نوري محيطهاي پراكننده و متلاطم همچون بافتهاي زيستي و يا اتمسفر تبديل كرده است. نظر به ويژگيهاي فوق، در اين پايان نامه باريكه هاي نوري ساختاريافته مورد اشاره، مورد مطالعه نظري و تجربي قرار گرفته است. رويكردهاي مهندسي جبهه موج امواج نوري بررسي و سپس روش تمام نگاري رايانه اي جهت توليد باريكه هاي ساختاريافته انتخاب شده است. در اين راستا به منظور پياده سازي عملي نتايج شبيه سازي، مدولاتور فضايي نور بعنوان ابزار مورد نياز براي مطالعات تجربي استفاده شده است. در پايان نيز باريكه هاي ساختاريافته به عنوان بستري براي انتقال اطلاعات معرفي و با انتخاب روش آشكارسازي مناسب مبتني بر توريهاي پراش و پردازش تصوير، توانايي باريكه هاي معرفي شده، براي اهداف ارتباطي، مورد ارزيابي تجربي قرار گرفته است.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1402/05/17
-
عنوان به انگليسي
Generation and Characterization of Structured Light to Encode Information in Free-space Optical Wireless Communications
-
تاريخ بهره برداري
7/18/2024 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مهدي خدادادي كرهرودي
-
چكيده به لاتين
Over the past few years, research on structured light beams has garnered significant interest from numerous researchers. This area of study has resulted in the development of several types of structured light, with optical vortices being the most commonly recognized due to their ability to carry orbital angular momentum. These beams possess a distinctive spiral wavefront that is azimuthally dependent, which originates from a singularity point at the center of the optical vortex known as the topological charge. The Laguerre-Gaussian, Bessel-Gaussian, and Perfect optical vortex beams are some of the most well-known examples. The unique feature of perfect vortex beams is that their diameters remain constant regardless of the value of their orbital angular momentum, making it possible to produce them in any size without affecting their topological charge. Recently, a new type of structured beam called Radial Carpet beams has been introduced, which carries the orbital angular momentum properties and possesses other unique features such as self-healing. Structured beams have numerous applications, including in optical microscopy where manipulation of the intensity pattern of incident light is useful, and in optical communications, where increasing the degrees of freedom in information encoding is desirable. Additionally, their resistance to destructive effects caused by propagation media makes them ideal for studying scattered and turbulent media such as biological tissues or the atmosphere. This thesis delves into structured light beams theoretically and experimentally, exploring optical wavefront engineering methods and utilizing the Computer-Generated Holography technique to generate structured light beams. Experimental studies require a spatial light modulator as a crucial tool. Finally, structured light beams are discussed as a basis for information transmission employing diffraction gratings and image processing techniques as detection methods to evaluate the capabilities of structured light beams for communication purposes experimentally.
-
كليدواژه هاي فارسي
باريكه هاي نوري ساختاريافته , پيچه نوري , تكانه زاويه اي مداري , ارتباطات نوري , شبكه عصبي كانولوشن
-
كليدواژه هاي لاتين
Structured light , Optical Vortex , orbital angular momentum , Optical Communications , convolutional neural networks
-
Author
Mehdi Khodadadi
-
SuperVisor
Dr.Mohammad Reza Jafarfard
-
لينک به اين مدرک :
