波-迹几何光束的数字化定制和多自由度调控技术研究
本书入选“清华大学优秀博士学位论文丛书”系列。

作者:万震松

丛书名:清华大学优秀博士学位论文丛书

定价:89元

印次:1-1

ISBN:9787302717119

出版日期:2026.06.01

印刷日期:2026.05.22

图书责编:程洋

图书分类:学术专著

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"《波-迹几何光束的数字化定制和多自由度调控技术研究》针对多自由度结构光束的设计、定制和应用问题,以多自由度波-迹几何光束作为研究对象,对波-迹几何光束的数字化定制和多自由度调控技术进行了研究。采用数字计算全息为实验工具,以大容量光通信和经典纠缠为未来应用方向,围绕波-迹几何光束的数字化定制与探测、自由度开发与表征、多自由度信息载体应用探索等方面,开展了系统化的理论和实验研究。 《波-迹几何光束的数字化定制和多自由度调控技术研究》既适合从事结构光场设计、光通信和多自由度结构光应用研究的人员参考,也适合相关专业研究生阅读。 "

万震松,2014年9月考入电子科技大学光电科学与工程学院,2018年6月本科毕业并获得工学学士学位;2018年8月免试进入清华大学精密仪器系攻读光学工程博士,于2023年1月获得光学工程博士学位。曾获清华大学2023年度优秀博士学位论文、2022年度博士研究生国家奖学金、2020年度硕士研究生国家奖学金等奖项。

导师序言   在光学两千多年的发展历史中,人们对光的认识、研究、开发,通常都发端于、也依赖于对其物理自由度的探索。从早期的时域强度(振幅)到近代光学的频率(波长)、相位、偏振等自由度的发现、研究和应用,人类得以逐步深入理解并利用光的性质。近年来,随着研究人员对光场空间结构的理解不断加深、控制能力不断增强,结构光凭借其丰富的物理特性受到学术界的广泛关注。   从光的强度、频率到偏振、相位、轨道角动量,光学自由度作为信息的承载空间、调制空间、表达空间,显著增强了人们对信息的驾驭能力。面向新一代信息技术的迫切需求,结构光的空间自由度有望为光通信、经典纠缠、光学密钥分发/共享等典型应用提供极具潜力的解决方案。在这个背景下,如何设计、定制、利用多自由度结构光场,实现信息技术应用的性能突破,成为多自由度结构光场研究亟待解决的重大课题。   本书以多自由度波-迹几何光束作为研究对象,立足于结构光场调控研究的国际前沿,选题新颖,具有重要的理论意义和实用价值。作者万震松博士清晰地阐述了所开展的系列化创新工作:① 建立了广义三维波包-轨迹耦合光场统一理论,揭示了波-迹几何光束的光束振荡方向、光束折返位置、相干态相位、子光束轨道角动量等多个全新内禀自由度的调控机理;② 提出了数字化全域调控波-迹几何光束的创新技术路线,展现了结构简单紧凑、灵活按需定制、可编程自由调控、参数全域覆盖的优势;③ 突破了波-迹几何光束的高效识别和高维信息解复用技术,提出了高维多自由度光通信载波的新概念,提升了自由空间光通信模式复用数量,降低了信息解复用误码率;④ 建立了标量结构光开展多体经典纠缠的理论模型和实验方...

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目   录

第1章  绪论   1

  1.1  多自由度结构光束及其应用   2

    1.1.1  结构光束多自由度拓展   3

    1.1.2  多自由度结构光束在信息技术中的应用   4

    1.1.3  结构光束在光学微操控、测量和成像等领域的应用   9

  1.2  波-迹几何光束及其研究进展   11

    1.2.1  波-迹几何光束的含义   11

    1.2.2  波-迹几何光束的产生方法   13

    1.2.3  波-迹几何光束的调控、表征、应用现状   14

  1.3  本书的主要研究内容   17

第2章  波-迹几何光束的理论模型研究   21

  2.1  量子谐振子模型   22

    2.1.1  一维线性谐振子   22

    2.1.2  三维对称谐振子   25

    2.1.3  三维可分离谐振子   26

    2.1.4  三维谐振子的本征态波函数   27

  2.2  量子相干态   30

    2.2.1  薛定谔相干态   31

    2.2.2  SU(2)相干态   32

  2.3  波-迹几何光束   35

    2.3.1  频率简并与相干态波包   35

    2.3.2  相干态波包的轨迹性   38

    2.3.3  广义波-迹几何光束   41

  2.4  本章小结   45

第3章  波-迹几何光束的数字化定制技术研究   46

  3.1  波-迹几何光束的计算全息调制   47

    3.1.1... 查看详情

《波-迹几何光束的数字化定制和多自由度调控技术研究》一书对波-迹几何光束的理论模型、定制方法及应用场景进行了系统性研究。


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