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基于高效传输的超表面轨道角动量涡旋波束生成方法

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简介:
本研究提出了一种创新性的超表面设计方法,用于高效生成和调控轨道角动量涡旋波束,为光学通讯及信息处理提供了新途径。 我们利用高效传输型超表面构建了一种可调控相位的透镜,并使用标准角锥喇叭发出的准球面波照射该透镜,生成携带不同拓扑荷值的涡旋场波束。所用超表面在超过10%带宽范围内实现了大于90%的传输效率和三比特以上的相位调制。通过理论推导补偿相位公式对超表面进行设计后,我们成功地得到了30GHz高效率传输型超表面产生的携带轨道角动量(OAM)的高阶涡旋波束。最后,利用全波仿真验证了该方案的有效性,并获得了与理论预测相符的结果。

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    本研究提出了一种创新性的超表面设计方法,用于高效生成和调控轨道角动量涡旋波束,为光学通讯及信息处理提供了新途径。 我们利用高效传输型超表面构建了一种可调控相位的透镜,并使用标准角锥喇叭发出的准球面波照射该透镜,生成携带不同拓扑荷值的涡旋场波束。所用超表面在超过10%带宽范围内实现了大于90%的传输效率和三比特以上的相位调制。通过理论推导补偿相位公式对超表面进行设计后,我们成功地得到了30GHz高效率传输型超表面产生的携带轨道角动量(OAM)的高阶涡旋波束。最后,利用全波仿真验证了该方案的有效性,并获得了与理论预测相符的结果。
  • 空间相位模拟与_Matlab实现相位分析
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    本项目运用Matlab软件进行涡旋光束的空间相位模拟及轨道角动量计算,旨在深入研究涡旋光束的独特性质及其应用潜力。 涡旋光束在传播方向上具有一个位相项e,并且它拥有轨道角动量。该MATLAB程序实现了从高斯基模到涡旋光束的基本转换功能。
  • B-光及matlab实现,(matlab)
    优质
    本资源介绍并实现了B型涡旋光束的生成方法,利用Matlab软件进行仿真模拟,深入探讨了涡旋光束的独特性质和应用潜力。 可以使用超构表面来模拟相位变化,并最终生成涡旋光。
  • MATLAB仿真,模态值0至+3,绘制平示意图
    优质
    本研究使用MATLAB进行轨道角动量(OAM)模式为0至+3的数值仿真,重点在于模拟并可视化平面波和涡旋波的特征。 在MATLAB中进行轨道角动量的仿真,模态值从0到+3。绘制平面波和涡旋波的示意图。
  • OAM_Purity.zip_纯度_OAM_oam_purity_
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    本资源包提供了关于轨道角动量(OAM)纯度测量的方法和数据,适用于光学物理领域的研究者和学生,帮助他们理解和评估OAM模式的纯净程度。 计算轨道角动量的纯度,并将解调的纯度分布情况存储到用户自定义的TXT文档中。
  • vortex.zip_matlab _光_
    优质
    本资源提供MATLAB代码和工具箱用于模拟与分析光学中的涡旋光束特性。涵盖光束涡旋结构、生成及应用,适用于科研与教学。 计算涡旋相位,并使用MATLAB绘制不同拓扑电荷的涡旋光束。
  • vortex(2).rar_SLM_matlab_应__
    优质
    本研究利用MATLAB软件进行SLM(空间光调制器)编程,探讨并实现了涡旋光束的产生及其独特涡旋光效应,为光学领域提供新颖的研究工具和方法。 生成涡旋光的代码是基于Matlab编写的,效果不错。
  • 全介质技术:实现完美矢和庞加莱球光与复现
    优质
    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。
  • 矩阵_Matlab_斯光
    优质
    本研究利用Matlab软件,采用传输矩阵法和高斯光束理论分析光束在不同介质中的传输特性,为光学设计提供精确计算工具。 使用光学传输矩阵和光学传输方法结合MATLAB计算任意光场在自由空间中的传输。