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摘要

在当今信息化的时代，对信息传输速率和容量的需求都持续呈指数级增长，导

致现代光通信系统面临着极其严重的挑战。随着现代科学技术的进步与发展，具有

独特空间或时空特性的结构光场为提高经典和量子光通信的信道容量奠定了基础。

光通信系统容量的增加是通过不断开发光子的各个维度实现的，包括时间、偏振、

频率、振幅和相位等，特别是携带轨道角动量的涡旋光束在理论上具有无限多个本

征态，使得突破现有系统容量极限成为可能。另一方面，光通信网络覆盖到各种不

同的波段，这就要求在实际应用中根据不同的传输需求建立频率