基于增强电光克尔效应的轨道角动量携带模式集成全光操控

利用高阶轨道角动量（OAM）携带模式通过信道化带宽的模分复用（MDM）技术提供了大容量通信系统。基于 OAM 的高维量子密钥分发（QKD）加密信道也提升了传输速率与安全性。全光模式选择性空间分布操控是在已部署的 MDM 与 QKD 网络中的一项重要功能。本文提出了一种新颖的通用集成光学器件，其采用 Y$_{cut}$ 脊型周期性极化铌酸锂（PPLN）光子线结构，用作承载于高阶 OAM$=\pm2\hbar$ 模式上数据的空间模式转换器。其设计思路为：通过 PPLN 区段中相位失配的级联极化耦合相互作用，利用增强的电光克尔效应控制分解导模的相位。该低损耗、高纯度（91%）且低电压的所提器件能够与 OAM 基 MDM 和 QKD 通信系统中适用的商用调制器兼容工作。