In this paper, we have studied transmission of optical vortices (OVs) through ring resonators (RRs) based on multimode fibres. Using the formalism of transfer matrix we have obtained in the scalar approximation the analytical expressions for amplitudes of transmitted OVs with opposite topological charges (TCs) as functions of RR’s parameters. We have calculated the orbital angular momentum (OAM) of the outcoming field and shown that by changing such parameters one can efficiently control its TC and continuously change its OAM. We have established that TC and OAM feature wavelength-scale sensitivity to variations of the ring’s length. We have demonstrated that this ability of RRs to influence OAM is due to a multipass interference assisted with TC inversion in the coupling area. We have also studied the effect of losses on the transmission of OVs through RRs and established that by controlling the attenuation parameter one can also control the TC of the outcoming field. Finally, we have solved the problem of OV transmission within the frameworks of a fully vectorial approach that allows for the spin–orbit interaction (SOI) in fibres. We have shown that accounting the SOI does not alter the main properties of RRs established with the use of the scalar approximation theory. We have shown that RRs, which operate on OAM modes, can be used for emulation of the quantum logical X, Y, S, T and Z gates. This can be useful for optical simulation of quantum computations.

在本文中，我们研究了光涡流 (OV) 通过基于多模光纤的环形谐振器 (RR) 的传输。使用传递矩阵的形式，我们在标量近似中获得了具有相反拓扑电荷 (TC) 的传输 OV 振幅的解析表达式，作为 RR 参数的函数。我们已经计算了输出场的轨道角动量 (OAM)，并表明通过改变这些参数可以有效地控制其 TC 并不断改变其 OAM。我们已经确定 TC 和 OAM 具有对环长度变化的波长尺度敏感性。我们已经证明，RR 影响 OAM 的这种能力是由于耦合区域中 TC 反相辅助的多通道干扰。我们还研究了损耗对通过 RR 传输 OV 的影响，并确定通过控制衰减参数还可以控制输出场的 TC。最后，我们在完全矢量方法的框架内解决了 OV 传输问题，该方法允许光纤中的自旋轨道相互作用 (SOI)。我们已经表明，考虑 SOI 不会改变使用标量近似理论建立的 RR 的主要属性。我们已经证明，在 OAM 模式下运行的 RR 可用于模拟量子逻辑 X、Y、S、T 和 Z 门。这对于量子计算的光学模拟很有用。我们已经在完全矢量方法的框架内解决了 OV 传输问题，该方法允许纤维中的自旋轨道相互作用 (SOI)。我们已经表明，考虑 SOI 不会改变使用标量近似理论建立的 RR 的主要属性。我们已经证明，在 OAM 模式下运行的 RR 可用于模拟量子逻辑 X、Y、S、T 和 Z 门。这对于量子计算的光学模拟很有用。我们已经在完全矢量方法的框架内解决了 OV 传输问题，该方法允许纤维中的自旋轨道相互作用 (SOI)。我们已经表明，考虑 SOI 不会改变使用标量近似理论建立的 RR 的主要属性。我们已经证明，在 OAM 模式下运行的 RR 可用于模拟量子逻辑 X、Y、S、T 和 Z 门。这对于量子计算的光学模拟很有用。可用于模拟量子逻辑 X、Y、S、T 和 Z 门。这对于量子计算的光学模拟很有用。可用于模拟量子逻辑 X、Y、S、T 和 Z 门。这对于量子计算的光学模拟很有用。