Multifunctional Optical Vortex Beam Generator via Cross-Phase Based on Metasurface.
Multifunctional Optical Vortex Beam Generator via Cross-Phase Based on Metasurface.
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基于超表面的跨相多功能光学涡旋光束发生器
DOI：
10.3390/nano12040653
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发表时间：
2022-02-15
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Liu H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Guo K;Liu Y;Chen L;Wei Z;Liu H
我们提出了一种基于超表面的跨相位多功能光学涡旋光束（OVB）发生器。因此，我们分别研究了自选区域中低阶交叉相位（LOCP）和高阶交叉相位（HOCP）调制的OVB两种不同的传播特性。当 OVB 添加 LOCP 调制时，可以测量任意阶 OVB 的拓扑电荷。此外，我们通过添加旋转组件成功实现了旋转可调性能。然后，我们利用HOCP实现了多边形光束生成和奇点调节的功能。 HOCP 的阶数恰好等于多边形 OVB 的边数。光束的腰部半径和可用宽度随着自选区域距离的增加而变长。当转换率加倍时，奇点之间的距离加宽约0.5μm。所提出的 OVB 生成器提供了一种简单的策略来检测拓扑电荷的值并同时实现 OVB 整形和奇点操作。我们希望这能为促进光子操纵、光通信和涡旋光束调制的发展开辟新的视野。
We propose a multifunctional optical vortex beam (OVB) generator via cross-phase based on a metasurface. Accordingly, we separately investigate the two different propagation characteristics of OVB modulated by the low-order cross-phase (LOCP) and the high-order cross-phase (HOCP) in a self-selected area. When LOCP modulation is added to OVB, topological charges can be measured for any order of OVB. Moreover, we achieve the rotation tunable performance successfully by adding the rotation component. Then, we realize the function of polygonal beam generation and singularities regulation with the HOCP. The order of the HOCP is exactly equal to the number of a polygon OVB’s sides. The waist radius and usable width of the beam lengthens as the distance of the self-selected area increases. When the conversion rate is doubled, the distance between singularities widens by about 0.5 μm. The proposed OVB generator provides a simple strategy for detecting the value of topological charges and achieving OVB shaping and singularity manipulation simultaneously. We hope this can open new horizons for promoting the development of photon manipulation, optical communication, and vortex beam modulation.
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