通过全息超表面逼近轨道角动量复用的基本极限
应用物理
2022-01-04 v2 光学
摘要
确立并逼近轨道角动量（OAM）复用的基本极限，对当前的多输入多输出研究而言必要且日益紧迫。本工作中，我们通过角谱分析并结合严格的格林函数方法，从独立散射通道（或散射场自由度）的角度阐明了基本极限。该散射通道极限对任意空间模式复用具有普适性，其由具有预定义物理尺寸的平面电磁器件（如天线、超表面等）发起。作为概念验证，我们通过一个超表面全息图在理论与实验上展示了该极限，该全息图将正交OAM模式变换为散射在临界分离角谱区域的平面波模式。特别地，应用极小极大优化算法抑制角谱混叠，在微波频段的全波仿真与实验测量中均取得良好性能。本工作为OAM复用的工程设计提供了理论上界与相应实现路径。
引用
@article{arxiv.2106.15120,
title = {Approaching the Fundamental Limit of Orbital Angular Momentum Multiplexing Through a Hologram Metasurface},
author = {Shuai S. A. Yuan and Jie Wu and Menglin L. N. Chen and Zhihao Lan and Liang Zhang and Sheng Sun and Zhixiang Huang and Xiaoming Chen and Shilie Zheng and Li Jun Jiang and Xianmin Zhang and Wei E. I. Sha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.15120},
year = {2022}
}