(44-5) 20 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Метод коррекции искажений волнового фронта в системе атмосферной оптической связи с малым объёмом передаваемой по служебному каналу информации
А.А. Невзоров 1, Д.А. Станкевич 1

1 Волгоградский государственный университет,
400062, Россия, г. Волгоград, пр. Университетский, д. 100

  PDF, 1068 kB

DOI: 10.18287/2412-6179-CO-733

Страницы: 848-851.

Аннотация:
В работе описывается метод коррекции искажений волнового фронта лазерного излучения в турбулентной атмосфере, позволяющий сократить объем передаваемых по служебному каналу данных. Коррекция осуществляется транспарантом, фазовая маска которого вычисляется с помощью простой трехслойной нейронной сети по распределению интенсивности, полученному на фотоприемнике. Архитектура сети построена таким образом, чтобы уменьшить размерность данных, передаваемых по служебному каналу, до 30 параметров, по которым затем строится корректирующая маска.

Ключевые слова:
атмосферная оптическая связь, нейронная сеть, турбулентность.

Благодарности
Исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда (проект № 18-79-00080).

Цитирование:
Невзоров, А.А. Метод коррекции искажений волнового фронта в системе атмосферной оптической связи с малым объёмом передаваемой по служебному каналу информации / А.А. Невзоров, Д.А. Станкевич // Компьютерная оптика. – 2020. – Т. 44, № 5. – С. 848-851. – DOI: 10.18287/2412-6179-CO-733.

Citation:
Nevzorov AA, Stankevich DA. A method of wavefront distortions correction for an atmospheric optical link with a small volume of information transmitted through a service channel. Computer Optics 2020; 44(5): 848-851. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-733.

Литература:
  1. Wang, J. Terabit free-space data transmission employing orbital angular momentum multiplexing / J. Wang, J. Yang, I.M. Fazal, N. Ahmed, Y. Yan, H. Huang, Y. Ren, Y. Yue, S. Dolinar, M. Tur, A.E. Willner // Nature Photonics. – 2012. – Vol. 6. – P. 355-359. – DOI: 10.1038/NPHOTON.2012.138.
  2. Gibson, G. Free-space information transfer using light beams carrying orbital angular momentum / G. Gibson, J. Courtial, M.J. Padgett, M. Vasnetsov, V. Pas’ko, S.M. Barnett, S. Franke-Arnold // Optics Express. – 2004. – Vol. 12. – P. 5448-5456. – DOI: 10.1364/OPEX.12.005448.
  3. Celechovsky, R. Optical implementation of the vortex information channel / R. Celechovsky, Z. Bouchal // New Journal of Physics. – 2007. – Vol. 9, Issue 9. – 328. – DOI: 10.1088/1367-2630/9/9/328.
  4. Mehul, M. Influence of atmospheric turbulence on optical communications using orbital angular momentum for encoding / M. Mehul, M. O’Sullivan, B. Rodenburg, M. Mirhosseini, J. Leach, M.P.J. Lavery, M.J. Padgett, R.W. Boyd // Optics Express. – 2012. – Vol. 20, Issue 12. – P. 13195-13200. – DOI: 10.1364/OE.20.013195.
  5. Soifer, V.A. Vortex beams in turbulent media: review / V.A. Soifer, O. Korotkova, S.N. Khonina, E.A. Shchepakina // Computer Optics. – 2016. – Vol. 40(5). – P. 605-624. – DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-5-605-624.
  6. Ren, Y. Adaptive-optics-based simultaneous pre- and post-turbulence compensation of multiple orbital-angular-momentum beams in a bidirectional free-space optical link / Y. Ren, G. Xie, H. Huang, N. Ahmed, Y. Yan, L. Li, C. Bao, M Lavery, M. Tur, M. Neifeld, R.W. Boyd, J.H. Shapiro, A.E. Willner // Optica. – 2014. – Vol. 1, Issue 6. – P. 376-382. – DOI:10.1364/OPTICA.1.000376.
  7. Лукин, В.П. Формирование оптических пучков и изображений на основе применения систем адаптивной оптики / В.П. Лукин // Успехи физических наук. – 2014. – Т. 184, № 6. – С. 599-640. – DOI: 10.3367/UFNr.0184.201406b.0599.
  8. Huanga, Z. Identification of hybrid orbital angular momentum modes with deep feedforward neural network / Z. Huanga, P. Wanga, J. Liub, W. Xionga, Y. Hea // Results in Physics. – 2019. – Vol. 15. – 102790. – DOI: 10.1016/j.rinp.2019.102790.
  9. Wang, Z. Efficient recognition of the propagated orbital angular momentum modes in turbulences with the convolutional neural network / Z. Wang, M.I. Dedo, K. Guo, K. Zhou, F. Shen, Y. Sun, S. Liu, Z. Guo // IEEE Photonics Journal. – 2019. – Vol. 11, Issue 3. – 2916207. – DOI: 10.1109/JPHOT.2019.2916207.
  10. Lohani, S. Turbulence correction with artificial neural networks / S. Lohani, R.T. Glasser // Optics Letters. – 2018. – Vol. 43. – P. 2611-2614. – DOI: 10.1364/OL.43.00261.
  11. Liu, J. Deep learning based atmospheric turbulence compensation for orbital angular momentum beam distortion and communication / J. Liu, P. Wang, X. Zhang, Y. He, X. Zhou, H. Ye, Y. Li, S. Xu, S. Chen, D. Fan // Optics Express. – 2019. – Vol. 27, Issue 12. – P. 16671-16688. – DOI: 10.1364/OE.27.016671.
  12. Andrews, L.C. Analytic expressions for the wave structure function based on a bump spectral model for refractive index fluctuations / L.C. Andrews, S. Vester, C.E. Richardson// Journal of Modern Optics. – 1993. – Vol. 40, Issue 5. – P. 931-938. – DOI: 10.1080/09500349314550931.
  13. Khonina, S.N. A technique for simultaneous detection of individual vortex states of Laguerre–Gaussian beams transmitted through an aqueous suspension of microparticles / S.N. Khonina, S.V. Karpeev, V.D. Paranin // Optics and Lasers in Engineering. – 2018. – Vol. 105. – P. 68-74. – DOI: 10.1016/j.optlaseng.2018.01.006.
  14. Khonina, S.N. Comparative study of impact of random environment on individual and combined Laguerre-Gauss modes / S.N. Khonina, A.A. Artyukova, M.S. Kirilenko // Journal of Physics: Conference Series. – 2018. – Vol. 1038. – 012070. – DOI: 10.1088/1742-6596/1038/1/012070.
  15. Hou, T. Deep-learning-assisted, two-stage phase control method for high-power mode-programmable orbital angular momentum beam generation / T. Hou, Y. An, Q. Chang, P. Ma, J. Li, L. Huang, D. Zhi, J. Wu, R. Su, Y. Ma, P. Zhou // Photonics Research. – 2020. – Vol. 8, Issue 5. – P. 715-722. – DOI: 10.1364/PRJ.388551.
  16. Lachinova, S.L. Giant irradiance spikes in laser beam propagation in volume turbulence: analysis and impact / S.L. Lachinova, M.A. Vorontsov // Journal of Optics. – 2016. – Vol. 18, Issue 2. – 025608. – DOI: 10.1088/2040-8978/18/2/025608.
  17. Невзоров, А.А. Нейросетевой имитатор нестационарной среды в адаптивной системе передачи данных / А.А. Невзоров, А.А. Орлов, Д.А. Станкевич // Письма в журнал технической физики. – 2019. – Т. 45, № 14. – C. 7-9.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20