用于三次谐波几何相位调控与复用全息的硅超表面
光学
2020-04-09 v2
摘要
非线性波前控制是利用超表面实现非线性光学应用的关键要求。对于等离激元超表面，非线性频率转换与波前控制的诸多方面已得到展示。然而，若干缺点限制了它们在非线性纳米光子学中的适用性，包括高耗散损耗与低光损伤阈值。相比之下，已有研究表明高折射率介质制成的超表面可提供强非线性响应。尽管在全介质纳米结构与超表面的非线性光学过程方面近期取得了进展，但在直接于产生过程中实现完整波前控制方面进展甚少。在此，我们展示了利用硅超表面实现三次谐波产生的非线性波前控制。我们采用 Pancharatnam-Berry 相位方法在纳米结构硅超表面上编码相位梯度与全息图像。我们通过实验展示了偏振依赖的波前控制，以及以高保真度在三次谐波波长处重建编码全息图。进一步，我们表明利用三次谐波产生的偏振态可实现全息复用。我们的方法简化了设计与制备流程，并为利用全介质超表面进行非线性光学波前控制提供了一个易用的工具箱。
引用
@article{arxiv.1908.04999,
title = {Silicon metasurfaces for third harmonic geometric phase manipulation and multiplexed holography},
author = {Bernhard Reineke and Basudeb Sain and Ruizhe Zhao and Luca Carletti and Bingyi Liu and Lingling Huang and Costantino De Angelis and Thomas Zentgraf},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.04999},
year = {2020}
}