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High efficiency and broad bandwidth terahertz vortex beam generation based on ultra-thin transmission pancharatnam-berry metasurfaces

引用

Chinese Physics B 2021年第5期30卷 667-672页

作者： Wenyu Li Guozhong Zhao Tianhua Meng Ran Sun Jiaoyan Guo Department of Physics Capital Normal UniversityBeijing Key Laboratory for THz Spectroscopy and ImagingKey Laboratory of THz OptoelectronicsMinistry of EducationBeijing 100048China Institute of Solid State Physics Shanxi Datong UniversityDatong 037009China

The terahertz(THz)vortex beam generators are designed and theoretically investigated based on single-layer ultra-thin transmission *** phase changes of metasurfaces are obtained by utilizing pancharatnam-berry phase elements,which possess different rotation angles and are arranged on two concentric rings centered on the *** circularly polarized incident THz beam could be turned into a cross-polarization transmission wave,and the orbital angular momentum(OAM)varies in value by *** l values change from±1 to±5,and the maximal cross-polarization conversion efficiency that could be achieved is 23%,which nearly reaches the theoretical limit of a single-layer *** frequency range of the designed vortex generator is from 1.2 THz to 1.9 THz,and the generated THz vortex beam could keep a high fidelity in the operating *** propagation behavior of the emerged THz vortex beam is analyzed in *** work offers a novel way of designing ultra-thin and single-layer vortex beam generators,which have low process complexity,high conversion efficiency and broad bandwidth.

关键词： metasurface terahertz vortex beam pancharatnam-berry phase element conversion efficiency

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