Generation of dual vortices with controlled topological charges based on spin-decoupled moiré metalens

光学 旋涡 云纹 涡流 物理 拓扑量子数 自旋(空气动力学) 量子力学 热力学 梁(结构)
作者
Shu Shang,Hongzhan Liu,Hongyun Meng,Faqiang Wang,Xiangbo Yang,Qian Shou,Zhongchao Wei
出处
期刊:Optics Express [Optica Publishing Group]
卷期号:32 (16): 28370-28370
标识
DOI:10.1364/oe.532293
摘要

By their powerful talent in manipulating optical parameters, metasurfaces demonstrate great ability in the generation of the vortex beams. Until now, vortex beam generators constructed by metasurfaces mostly lack tunability, which reduces the scope of their applications. Here, spin-decoupled moiré metalenses composed of two cascaded all-dielectric metasurfaces are designed. Utilizing mathematical derivation and numerical simulation, dual vortices with variable topological charge can be generated under the incidence of orthogonal circularly polarized light by tuning the mutual rotation between the two cascaded metasurfaces. Meanwhile, vector vortex beams can be produced by superposition of dual focused vortices under the linearly polarized light illumination and whose vector polarized states can also be manipulated by mutual rotation. This work provides a flexible design strategy for continuous manipulation of singular beams, which have potential applications in optical communication, microparticle manipulation, and super-resolution imaging.
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