1.一种涡旋光束相位畸变校正方法,其特征在于,包括:
获取具有不同偏振态的高斯探测光束和涡旋光束;
分别分离出受大气湍流影响的高斯探测光束和涡旋光束;其中,高斯探测光束送入预先训练好的预测模型,由预测模型预测出大气湍流带来的相位畸变;根据预测出的相位,对涡旋光束进行相位校正,得到校正后的涡旋光束的光强图;
所述预测模型采用UNET网络架构,网络包括L1~L9及一个输出卷积层,L1~L9的每一层包含两次卷积;L1~L5每两层之间有一个2×2的最大池化;L6~L9每两层之间有一个2×2的上采样;跳跃连接层将L4层输出特征图和L5层输出特征图进行通道合并,合并后作为L6层的输入;L6层输出特征图和L3层输出特征图进行通道合并,合并后作为L7层的输入;合并操作共进行四次;最后将L9层的输出特征图通过输出卷积层得到输出结果。
2.根据权利要求1所述的涡旋光束相位畸变校正方法,其特征在于,采用计算机模拟数据完成所述预测模型的网络训练,模拟数据包括大气湍流相位模拟以及光束经过大气传输后模拟。
3.根据权利要求2所述的涡旋光束相位畸变校正方法,其特征在于,训练所述预测模型的训练集包括受大气湍流影响的高斯光束的强度分布图和模拟产生的大气湍流随机相位灰度图。
4.根据权利要求1所述的涡旋光束相位畸变校正方法,其特征在于,通过对预测的相位取反后,加载到空间光调制器上对畸变光束进行调制达到补偿目的。
5.根据权利要求2所述的涡旋光束相位畸变校正方法,其特征在于,采用Adam算法对网络进行优化,通过预测相位值与真实相位值之间的均方误差来进行损失计算。
6.一种涡旋光束相位畸变校正系统,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取具有不同偏振态的高斯探测光束和涡旋光束;
校正模块,用于分别分离出受大气湍流影响的高斯探测光束和涡旋光束;其中,高斯探测光束送入预先训练好的预测模型,由预测模型预测出大气湍流带来的相位畸变;根据预测出的相位,对涡旋光束进行相位校正,得到校正后的涡旋光束的光强图;
所述预测模型采用UNET网络架构,网络包括L1~L9及一个输出卷积层,L1~L9的每一层包含两次卷积;L1~L5每两层之间有一个2×2的最大池化;L6~L9每两层之间有一个2×2的上采样;跳跃连接层将L4层输出特征图和L5层输出特征图进行通道合并,合并后作为L6层的输入;L6层输出特征图和L3层输出特征图进行通道合并,合并后作为L7层的输入;合并操作共进行四次;最后将L9层的输出特征图通过输出卷积层得到输出结果。
7.一种通信装置,其特征在于,包括:
发送端,用于发送具有不同偏振态的高斯探测光束和涡旋光束,其中,传输信息加载在涡旋光束上,高斯探测光束用来预测由大气湍流引起的相位畸变;
接收端,用于接收发送端发送的高斯探测光束和涡旋光束,并进行处理,得到校正后的涡旋光束的光强图,其中,所述接收端包括有如权利要求6所述的涡旋光束相位畸变校正系统。
8.一种非暂态计算机可读存储介质,其特征在于,所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时,实现如权利要求1-5任一项所述的涡旋光束相位畸变校正方法。
9.一种计算机程序产品,其特征在于,包括计算机程序,所述计算机程序当在一个或多个处理器上运行时,用于实现如权利要求1-5任一项所述的涡旋光束相位畸变校正方法。
10.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储器以及计算机程序;其中,处理器与存储器连接,计算机程序被存储在存储器中,当电子设备运行时,所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序,以使电子设备执行实现如权利要求1-5任一项所述的涡旋光束相位畸变校正方法的指令。