使用多层超表面实现完备矢量光模式转换器
光学
2025-08-28 v2
摘要
能够将一组正交的多输入矢量光束转换为另一组正交矢量光束的矢量光模式转换器，在光学和光子学的广泛应用中极具吸引力。虽然多平面光转换（MPLC）和超表面（MS）技术已被探索用于分别处理多空间模式转换和偏振模式操控，但目前尚无通用方法能够将一组在其复振幅和偏振上均具有非均匀空间分布的多个矢量模式同时转换为另一组多个矢量模式。本文中，我们展示了基于MPLC概念并结合多层局域双折射超表面的多功能器件，并提出了一种适用于任意情况下完备矢量模式转换的通用设计形式。我们通过实验验证了所提方法的有效性，演示了一个6模式（3个空间模式 × 2个偏振模式）复用器，该器件在折叠超表面配置下制造于一个横向尺寸约为0.65 mm²的紧凑芯片上。此外，我们通过对模分复用双偏振相干接收机和空间模式复用矢量全息的数值演示，验证了其在更高级功能器件中的适用性。我们方案的通用性使其适用于设计大量多输入多输出器件，为实现适用于广泛应用的通用光模式转换器提供了强大工具。
引用
@article{arxiv.2401.05127,
title = {Complete vectorial optical mode converter using multi-layer metasurface},
author = {Go Soma and Kento Komatsu and Yoshiaki Nakano and Takuo Tanemura},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.05127},
year = {2025}
}
备注
25 pages, 12 figures