逆设计的非厄米空心纳米线腔用于产生光学轨道角动量
光学
2026-05-12 v3
摘要
我们设计了一种氮化镓六边形空心纳米线回音壁模式腔，用于产生|m|=6拓扑光轨道角动量（OAM）。OAM通过打破纳米线的横截面镜像对称性来产生，从而形成一个非厄米系统。这是通过用一组6个重叠圆形空气孔簇替换空心纳米线的中心空气孔来实现的，这些空气孔相对于纳米线的六边形横截面轮廓具有旋转偏移。设计参数随后在有限元方法中通过逆设计方法进一步优化，以最大化归一化OAM阶数|l|。我们实现了|l|=5.7的腔模式，模式纯度约为97%，Q因子约为250。这标志着首个落入亚微米级占位面积内的OAM产生有源光子器件设计，同时具有单组件和材料学上均匀的新颖特性。
引用
@article{arxiv.2512.11232,
title = {Inverse-Designed Non-Hermitian Hollow Nanowire Cavity for Generating Optical Orbital Angular Momentum},
author = {Xuen Zhen Lim and Masato Takiguchi and Ryuji Kuruma and Hisashi Sumikura and Masaya Notomi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.11232},
year = {2026}
}