基于超表面产生具有汇聚效果的涡旋波束的透镜及方法

摘要

基于超表面产生具有汇聚效果的涡旋波束的透镜及方法，涉及产生具有汇聚效果的涡旋波束的技术。为了解决传统的涡旋波束的产生方法集成度低、能量利用率低的问题。该透镜包括m×n个周期性排布的相位突变单元，每个相位突变单元均包括基板和位于基板表面的金属层，金属层包括两部分，一部分为位于基板的正方形金属层，另一部分为包围正方形金属层的矩形金属框，金属框一组对边的设有缺口，以基板的一边为x轴，缺口中心和基板中心的连线与x轴正向的夹角为θ，圆极化波垂直入射，透射的交叉极化波即为具有汇聚效果的涡旋波束。本发明的透镜厚度薄、易于集成、能量利用率高，适用于产生具有汇聚效果的涡旋波束。

主权项

基于超表面产生具有汇聚效果的涡旋波束的透镜，其特征在于，包括m×n个周期性排布的相位突变单元，m和n均为正整数；每个相位突变单元均包括基板(1)和位于基板表面的金属层(2)，金属层包括两部分，一部分为位于基板(1)中央的正方形金属层，另一部分为包围正方形金属层的矩形金属框，金属框一组对边的中央设有缺口，以基板的一边为x轴，缺口中心和基板中心的连线与x轴正向的夹角为θ，$\theta =\frac{1}{2}(2\pi ·(\sqrt{f^2+(x^2+y^2)}-\left|f\right|))/\lambda +\frac{1}{2}l·arctan(y/x)$其中，x和y分别为以透镜的中心为原点、基板(1)中心的横坐标和纵坐标，f是具有汇聚效果的涡旋波束的焦距，λ为波长，l为轨道角动量数。