[发明专利]基于超表面透射几何贝尔相位的高效微波涡旋光激发装置

摘要

本发明属于电磁调控技术领域，具体为一种基于超表面透射几何贝尔相位的高效微波涡旋光激发装置。本发明包括入射模块、转换模块和接收模块；其中：入射模块使用时域门技术，由圆极化喇叭以脉冲形式将右旋（左旋）圆偏振平面光垂直入射到超表面；转换模块为具有完美透射频率窗口的“旋转结构”电磁特异介质超表面，通过“旋转结构”的几何贝尔相位，实现透射模值和透射相位解锁，在保持高效透射模值的情况下，对透射相位进行纯调控，设计超表面的几何贝尔相位宏观序为螺旋梯度，并嵌入到透射光中，从而产生高效涡旋光。本发明相比传统的涡旋光激发装置具有透射效率更高、厚度更薄的优点，适用于未来的集成光学领域。

主权项

1.一种基于超表面透射几何贝尔相位的高效微波涡旋光激发装置，其特征在于包括三个模块，分别是入射模块、转换模块和接收模块；其中：所述入射模块，使用时域门技术，由圆极化喇叭以脉冲形式将右旋或左旋圆偏振平面光垂直入射到超表面；其中，待检测入射电磁波采用近似平面光形式入射，使入射平面光的等相面与“旋转结构”电磁特异介质超表面重合；所述转换模块，通过具有完美透射频率窗口的“旋转结构”电磁特异介质超表面，使得入射的左旋或右旋圆偏振平面光几乎不改变振幅、完美地透过超表面同时，嵌入任意阶螺旋相位宏观序，所述入射的左旋圆偏振平面光变成右旋圆偏振涡旋光射出或者所述入射的右旋圆偏振平面光变成左旋圆偏振涡旋光出射；所述“旋转结构”电磁特异介质超表面，是由全同的电磁特异介质单元结构周期性地排列的二维阵列，“旋转结构”电磁特异介质超表面每一个局域的附加的透射相位即几何贝尔相位由局域的特异介质单元结构的主轴几何转动角度决定，并且，每一个局域的透射幅度与电磁特异介质单元结构的主轴几何转动角度无关，从而实现纯相位调节；所述接收模块，是由电偶极子探针、金属支架和可编程的步进电机自组装而成的电场空间分布3维扫描测量仪，主要用于测量透过涡旋光激发装置而产生左旋或右旋圆偏振涡旋光的电场空间分布。