消色差轨道角动量发生器

我们描述了一种通过在各向同性介质中利用全内反射来生成携带轨道角动量 (OAM) 的光束的新方法。采用连续空间变化的圆柱对称反射器，形式为\textit{两个粘合的空心轴棱锥}，用于将非均匀旋转引入线偏振输入光束的偏振态中。该器件充当完整的自旋至轨道角动量转换器。其工作原理是切换入射光束偏振的螺旋性，并通过总角动量守恒从而生成定义明确的 OAM 值。我们的器件具有宽带特性，因为全内反射引起的相移几乎与波长无关。我们通过测量该器件在对应于 RGB 三色（红、绿、蓝）的三个不同波长下的转换效率来验证其宽带行为。观察到这三个不同波长的平均转换效率为 $95\%$。该器件可用于生成白色矢量涡旋光束，正如我们所示，并可能应用于需要白色涡旋光束的从微观到天文系统的成像中。