소용돌이 빔이 지니는 궤도 각운동량은 자유 공간 광통신에서 매우 중요한 의미를 가진다. 본 논문에서는 소프트 엣지 소구멍을 채용하여 소구멍 회절을 기반으로 한 소용돌이 빔 궤도 각운동량 측정 기술을 개선하였다. 하드 엣지 소구멍에 비해 소프트 엣지 소구멍의 프레넬 회절은 일정한 수렴성이 있어 원거리 회절 분포에서 주 밝은 점이 부 밝은 점에 비해 상대적인 강도를 높일 수 있어 주 밝은 점의 식별도를 향상시키고 소구멍 회절 기반 궤도 각운동량 범위를 확장할 수 있다. 원거리 회절에서 주 밝은 점과 부 밝은 점의 강도 대비와 주 밝은 점 영역의 파고 및 골 강도 평균 대비를 계산하여 최적의 검출 효과를 얻기 위한 적절한 초고스 차수를 선택한다. 이론 시뮬레이션과 실험을 결합한 결과, 소프트 엣지 사각 소구멍을 사용하면 소프트 엣지 하드 사각 소구멍의 20차에서 30차로 소용돌이 광의 위상 부하 검출 범위를 확장할 수 있으며, 소프트 엣지 삼각 소구멍을 사용하면 검출 범위를 ±10차에서 ±20차로 확장할 수 있다.

회절; 소용돌이 광; 소프트 엣지 조리개