摘要：提出了一种基于迂回相位和几何相位复合的电磁散射调控超表面设计方法,以实现不同入射角下对电磁波的独立调控。作为设计实例,采用能够实现宽带极化转换的开口谐振环(SRR)作为超表面结构单元,通过移动和旋转SRR同时引入迂回相位和几何相位,构成超表面反射相位设计方案。当电磁波垂直入射到超表面时,几何相位设计使得散射波分裂为两束,实现了分束功能;斜入射时,大部分散射波被引导至-1阶衍射通道,通过迂回相位设计实现了波束偏折功能。仿真和测试结果均验证了其良好的散射波束调控性能。基于几何相位和迂回相位的散射调控超表面设计方法丰富了超表面操纵电磁波的自由度,并可进一步与传输相位、共振相位等复合推广到全空间散射波束调控超表面设计。

摘要：轨道角动量(OAM)光束具有螺旋形相位分布,在信息光学、光捕获、光学操控等领域都有着重要的应用。本文设计了一种可以生成聚焦OAM光束的平面型光学器件。该器件利用迂回相位的编码方式,在平板上加载了根据分数Talbot效应计算得到的特定相位分布。使用时域有限差分(FDTD)分别对具有正方形和六边形周期性结构的光学器件进行仿真模拟。结果表明,平面波经过此器件可以转化为阵列型聚焦OAM光束。该器件加工方便,容易拼接或复制,集成度高,可以用来生成高质量大面积阵列型OAM光束。