微纳光电子学研究院范滇元院士/刘军团队在在动态散射体系下轨道角动量(OAM)介导信息提取研究中取得重要突破。团队通过系统的理论分析与实验验证，将OAM结构关联机制从传统静态散射介质拓展至更复杂的动态散射场景，首次发现：偏振OAM依赖散斑的强度互相关不受散射动态特性影响，可作为对抗复杂随机散射的有效信息载体，并实现OAM介导信息透过动态散射介质的精准提取。研究分别以不同转速的旋转毛玻璃、自发无序的SiO2悬浮液为典型动态散射模型完成实验验证。相关成果以“Orbital-Angular-Momentum-Mediated Information Extraction From Dynamic Scattering”为题，发表于Laser & Photonics Reviews。

在传统光学信息传输中，动态散射（如雾、云、悬浮胶体等场景下介质折射率的时空随机变化）会使携带信息的光束退化为随机散斑，导致轨道角动量（OAM）介导的信息难以提取，且现有技术多局限于静态散射、存在测量耗时久或计算负担重等问题。针对这一挑战，研究团队提出基于马赫-曾德尔（MZ）干涉装置的散斑强度互相关信息保持技术路线：首先将窄线宽激光光源分束为正交偏振光束并通过DMD超像素调制生成偏振正交的线偏振涡旋光束，经合束后透过动态散射介质；再利用偏振特性分束后由两台相机同步采集偏振OAM依赖散斑。研究结果表明，无论以不同转速的旋转毛玻璃还是自发无序的SiO₂悬浮液为动态散射介质，无论动态散射强度（如毛玻璃转速）或相机曝光时间如何变化，偏振OAM依赖散斑的强度互相关始终呈现与原始涡旋光束拓扑荷差值相关的互相关环，该互相关不受动态散射特性影响，可作为有效信息载体，通过互相关环半径直接提取信号光束拓扑荷信息，成功实现了动态散射体系下OAM介导信息的精准提取。

本研究直面传统光学技术中OAM信息透过动态散射传输的核心挑战，从理论到实验系统揭示了动态散射体系下OAM依赖散斑的关联特性，首次证实偏振OAM依赖的散斑互相关不受动态散射影响，为复杂散射环境中OAM介导信息的有效传递提供了全新解决方案，对大容量光通信、生物成像、遥感探测等领域具有重要指导意义，同时彰显了散斑强度互相关技术在信息提取中的巨大应用潜能。

本工作在深圳大学范滇元院士指导下完成，深圳大学马瑞助理教授为论文第一作者，深圳大学刘军副教授为论文通讯作者，深圳大学为第一单位和通讯单位。其他合作者包括：美国迈阿密大学Olga Korotkova教授、深圳大学高等研究院贺劲松教授、电子科技大学张伟利教授、哈尔滨理工大学朱智涵教授，深圳大学硕士研究生王常凯对本论文实验部分具有重要贡献。该研究在国家自然科学基金委、深圳市科创局和广东省科技厅等项目资助下完成，在此一并表示感谢。

图1 正交偏振涡旋光束透过散射介质合束、散斑分离示意图。

论文链接：https://doi.org/10.1002/lpor.202500978。