全介质超表面技术：实现完美矢量涡旋光束和庞加莱球光束的生成与复现

简介：
本研究介绍了一种先进的全介质超表面技术，能够高效地产生及再现复杂光学结构——包括矢量涡旋光束和庞加莱球光束。此项创新为精密光学操控提供了新的可能，并在量子信息、生物医学成像等领域展现出广阔的应用前景。 全介质超表面技术能够实现完美矢量涡旋光束及庞加莱球光束的生成与复现。2021年《Nature Communication》发表的一篇文章介绍了宽带产生完美Poincaré光束的方法，通过使用基于FDTD仿真的拓扑荷数超表面模型来验证这一方法。 论文介绍：全介质超表面技术可以实现完美矢量涡旋光束的生成和庞加莱球的复现。这种完美矢量涡旋光束不会随拓扑荷的变化而变化，并满足矢量光场偏振特性的要求，主要用于光学加密等领域。 案例内容包括两个不同拓扑荷数的超表面模型，用于生成不同的完美矢量涡旋光束和庞加莱球光束。这些模型能够产生不同阶次的完美涡旋光，并且其涡旋图案半径基本保持不变。此外，该研究还验证了全庞加莱球光束偏振特性的变化以及它们作为矢量特性的重要性。 实验中所有结构均使用二氧化钛介质单元构建，通过几何相位和传输相位来实现所需的效果。案例包括FDTD模型、设计脚本、Matlab计算代码及复现结果等，并附带一份Word教程以帮助理解如何从相位图与透射率数据中挑选合适的自定义参数进行研究。