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Single-celled metasurface for labeled vortex beam generator

Journal of Materiomics 2024年第4期10卷 811-818页

作者： Congling Liang Qi Dai Tian Huang Hong-Chao Liu Zhiqiang Guan Rao Fu Jin Tao Zile Li Shaohua Yu Guoxing Zheng Electronic Information School and School of MicroelectronicsWuhan UniversityWuhan430072China Wuhan Institute of Quantum Technology Wuhan430206China Peng Cheng Laboratory Shenzhen518055China Suzhou Institute of Wuhan University Suzhou215123China Institute of Applied Physics and Materials Engineering University of MacaoAvenida da UniversidadeTaipaMacao SARMacao999078China State Key Laboratory of Optical Communication Technologies and Networks China Information Communication Technologies Group Corporation(CICT)Wuhan430074China

vortex light is a unique beam characterized by a spiral phase as it propagates. A fundamental parameter of vortex light is the topological charge, which determines the amount of angular momentum and plays a crucial role in tailoring its behavior. However, conventional measurement methods for determining the topological charge, such as those based on interference and phase modulation, tend to be intricate and complex. In this regard, a labeled vortex beam generator is proposed, composed of a metasurface with a single-celled configuration. When the metasurface is illuminated by light of the designed wavelength, the outgoing light exhibits a vortex structure. Furthermore, the topological charge numbers can be directly observed with distinct labeled patterns when the metasurface is placed in an orthogonal-polarized optical path. With advantages such as ultra-compactness, high robustness, and exceptional precision, the proposed metasurface exhibits significant potential for applications in optical communication, light manipulation, optical sensing, etc.

关键词： Metasurface vortex beam generator Topological charge

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