全偏振涡旋光束发生器

任意偏振重构涡旋

一种能对任意偏振入射波产生并锁定涡旋光束的可重构超表面器件。

Jiang, Lixin · 李勇峰 · Hao, Yang · Liang, Shuang · 正林 · Qin, Zhe · Zhu, Zhibiao · 陈红雅 · Wang, Jiafu · 屈绍波

Nanophotonics 2024

技术优势

任意偏振可重构

同时利用几何相位调制圆偏振分量、动力学相位调制线偏振分量，使得任意偏振入射下均可产生涡旋光束，且锁定偏振态。

可扩展到其他频段

所提策略不限于当前设计频率，通过缩放结构尺寸即可推广到其他频段，具有平台化潜力。

验证旋转多普勒

原型实验观察到旋转多普勒效应，证明涡旋光束的轨道角动量随时间变化，可直接用于动态相位调控。

应用场景

• 轨道角动量通信：可重构涡旋光束提供额外轨道角动量通道，提升通信容量。
• 生化传感：涡旋光束与物质相互作用可提取手性等分子信息。
• 超分辨率成像：涡旋光束的点扩散函数具有空心结构，可实现超分辨成像。
• 量子光学：涡旋光束携带轨道角动量，可用于量子态编码与操控。