1、渦旋光的本征態(tài)為無限的，若將信息編碼到該光子的軌道角動量上可實現(xiàn)高維的光通信或者量子編碼通信。隨著自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生光子對在軌道角動量是糾纏的得到實證以后，基于軌道角動量糾纏的量子通信成為人們研究的熱點。本文主要研究了渦旋光束、自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換中光子軌道角動量糾纏以及軌道角動量糾纏在量子高維通信方面的應用。主要工作如下:
　　1.實驗制備渦旋光束。利用叉形光柵和空間光調(diào)制器將高斯光束轉(zhuǎn)換為不同階數(shù)的拉蓋爾-高斯光束。
　

2、　2.闡述了自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換產(chǎn)生機理和軌道角動量糾纏雙光子的波函數(shù)表達式;研究了在不存在偏振以及晶體很薄情況下軌道角動量糾纏光子對的聯(lián)合探測概率表達式，最后通過仿真討論了抽運光、信號光和空閑光模指數(shù)對糾纏光子對聯(lián)合探測概率的影響。
　　3.針對拉蓋爾-高斯光束在大氣湍流中受到附加相位的影響，以及大氣湍流對糾纏光子的退相干效應，研究了大氣信道中光子軌道角動量的糾纏特性。主要是利用VonKarman大氣湍流譜來建立糾纏光子對糾纏度模型，