基于全介质双层仪器盘的时空光涡旋
光学
2026-03-04 v1 应用物理
摘要
时空光涡旋（STOV）携带空间域内的横向轨道角动量，使其成为构建高维量子光场的强大工具。然而，大多数现有方法依赖高度损耗的金属结构或复杂的脉冲调制系统。本文提出并实验演示了一种基于全介质双层仪器盘中界限态（BIC）的 STOV 生成方案。通过在介质仪器盘上垂直槽位的上层和下层之间引入横向位移，-点 BIC 转换为具有方向性辐射和非对称耦合的准 BIC（qBIC）。该 qBIC 进一步导致与清晰相位奇点和分支切口相关的孤立零传输谷，使其在由时空高斯脉冲激励下能够实现稳定的 STOV 生成。STOV 生成的多极子分析揭示了 qBIC 非对称磁偶极子在其中的关键作用。实验上，自由空间传输测量显示传输零和分支切口与理论分析高度一致。因此，本工作为通过仅实现滑动偏移在低损耗全介质超材�面板上操控时空光场提供了可扩展的新途径，潜在应用于量子光源的方向性耦合和单光子波包的时空分形。
引用
@article{arxiv.2603.02837,
title = {Spatiotemporal Optical Vortices From All-Dielectric Bilayer Metagratings},
author = {Ken Qin and Shijie Kang and Aoning Luo and Yiyi Yao and Xiexuan Zhang and Hanchuan Chen and Yahan Xiao and Yangsong Ye and Junqing Shi and Xusheng Xia and Haitao Li and Xiaoxiao Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.02837},
year = {2026}
}