基于里德堡原子的OAM-FDM集成技术在高容量微波通信中的应用

《IEEE Microwave and Wireless Technology Letters》：Rydberg Atom-Based OAM-FDM Integration for High-Capacity Microwave Communications

Rydberg原子通过OAM-FDM二维复用空间提升微波通信容量，利用四极梯度耦合实现OAM-EIT光谱映射，无需额外检测器即可同步识别OAM模式和QPSK相位，理论信道容量为单维复用乘积，仿真显示OAM模式1识别准确率99.6%，模式0达98.1%，相位识别超98.5%。

　　

摘要：

由于瑞德堡原子具有出色的极化率，因此能够实现超灵敏的微波检测。然而，由于多频场中的交叉调制以及传感器较窄的工作带宽，它们在通信中的解码应用受到可扩展频率点稀缺的限制。本研究提出了一种数字通信框架，该框架将轨道角动量（OAM）与频分复用（FDM）相结合。通过将每个FDM子载波映射到不同的OAM状态，我们构建了一个二维复用空间，该空间结合了FDM的频谱维度和OAM的空间相位维度。因此，理论上的信道容量可以扩展为各个维度上可实现容量的乘积，从而克服了传统一维复用的固有限制。通过四极梯度耦合，OAM特性被映射到瑞德堡原子的电磁诱导透明（EIT）光谱中，从而能够在不需要单独检测器的情况下同时实现OAM识别和FDM解调。仿真结果显示，在|615/