具有共极化几何相位的扭转透射超表面

超表面通过在亚波长尺度上操纵电磁（EM）波的相位、振幅和偏振，实现了对极宽频率范围内电磁波前所未有的控制。使用超表面进行全波前控制需要 $2\pi$ 相位调制，这对于先进光学与光子工程至关重要。常见方法，如 Pancharatnam-Berry (PB) 相位和共振相位，面临严格的局限性：PB 相位本质上依赖于圆偏振转换，而共振相位本质上是窄带的且需要复杂的设计过程。为了克服这些挑战，我们提出了一种具有共极化透射几何相位的宽带超表面，该相位在保持入射电磁波圆偏振的同时实现了 $2\pi$ 相位覆盖。这种共极化相位由上下金属图案之间的局部扭转角实现，在由扭转角和频率确定的参数空间中形成分支割线。该分支割线连接了相反手性的相位奇点，确保了宽带 $2\pi$ 相位覆盖。我们实验验证了分支割线的存在，并展示了共极化输出下任意轨道角动量（OAM）的宽带生成。我们的方法提供了一种在不改变圆偏振的情况下设计宽带超表面的通用方法，为紧凑型光学与光子器件的发展铺平了道路。