Metode til vinkelmomentummultipleksing og demultipleksing til optisk kommunikation med høj kapacitet

Optisk multipleksing og demultipleksing, der udnytter lysets iboende fysiske egenskaber, har spillet en afgørende rolle i datalagring med høj kapacitet og højhastighedskommunikation.

Imidlertid, generering og detektering af vinkelmoment (AM)-bærende stråler er baseret på optiske bulkelementer såsom rumlig lysmodulator, spiralfaseplader, cylindriske modus konvertere, og fritformede brydningselementer. Derfor, disse metoder lider af voluminøse størrelse, som ikke let kan integreres med andre miniaturesystemer.

For at realisere AM-multipleksing og demultipleksing, metoderne baseret på metallisk metasurface foreslås, som lider af store ohmske tab. Hvordan at undertrykke tab og forbedre kompaktheden af ​​systemet er stadig en udfordring?

Et forskerhold ledet af prof. Dr. Zhang Wenfu fra Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS) foreslog en metode til AM-multipleksing og demultipleksing baseret på en dielektrisk metasurface. Anvendelse af off-axis teknik og spin fotonisk Hall effekt, orbital vinkelmomentum (OAM) og spin vinkelmomentum (SAM) multipleksing og demultipleksing kan opnås. Resultatet blev offentliggjort i Avancerede optiske materialer .

OAM-multipleksingen og demultipleksingen er via off-axis-teknikken, og SAM-multipleksingen og demultipleksingen er baseret på den fotoniske spin Hall-effekt i det anisotrope medium, som er integreret på en enkelt-lags metasurface.

I øvrigt, funktionen til at fokusere for udgangslyset er blevet integreret på demultiplexeren direkte, hvilket effektivt forbedrer systemets kompakthed.

Den foreslåede metadeenhed til AM-multipleksing og demultipleksing viser et stort potentiale for højeffektiv optisk kommunikation med høj kapacitet og kan integreres med andre miniaturesystemer.