[发明专利]一种折叠超表面单片集成涡旋光束复用解复用装置

权利要求书

1.一种折叠超表面单片集成涡旋光束复用解复用装置，其特征在于，包括平行间隔设置的两块金属薄膜、设置于两块金属薄膜之间的衬底(4)、固定设置于其中一块金属薄膜靠近另一块金属薄膜一面的超表面阵列(5)，两块金属薄膜均设置有用于透光的通孔，两个通孔分别与单模光纤阵列(7)、涡旋光纤(1)的一端面对准；所述超表面阵列(5)中的一个超表面为透射型超表面，其余均为反射型超表面，所述透射型超表面与相靠近的金属薄膜上的通孔配合；所述反射型超表面的相位分布满足以下条件：

其中，P为相位分布，k为光的波矢，f为坐标变换所需的距离，u、v、x、y为坐标参数。

2.根据权利要求1所述的一种折叠超表面单片集成涡旋光束复用解复用装置，其特征在于，所述超表面阵列(5)呈直线阵列。

3.根据权利要求2所述的一种折叠超表面单片集成涡旋光束复用解复用装置，其特征在于，所述超表面阵列(5)包括依次直线排列的第一反射型超表面(51)、第二反射型超表面(52)、第三反射型超表面(53)、第四透射型超表面(54)。

4.根据权利要求3所述的一种折叠超表面单片集成涡旋光束复用解复用装置，其特征在于，所述两块金属薄膜分别为第一金属薄膜(2)和第二金属薄膜(3)，所述超表面阵列(5)设置于所述第二金属薄膜(3)的一面上，所述第一金属薄膜(2)上设置的通孔为第一通孔(21)，所述第二金属薄膜(3)上设置的通孔为第二通孔(31)，所述第一通孔(21)与涡旋光纤(1)的一端面对准，所述第二通孔(31)与单模光纤阵列(7)的一端面对准。

5.根据权利要求4所述的一种折叠超表面单片集成涡旋光束复用解复用装置，其特征在于，所述第四透射型超表面(54)与所述第二通孔(31)配合。

6.根据权利要求5所述的一种折叠超表面单片集成涡旋光束复用解复用装置，其特征在于，所述超表面阵列(5)中的多个超表面之间设置有与超表面厚度相等的填充介质(6)。

7.根据权利要求6所述的一种折叠超表面单片集成涡旋光束复用解复用装置，其特征在于，所述衬底(4)为熔融石英衬底，所述超表面阵列(5)沉积在熔融石英衬底的表面。

8.根据权利要求7所述的一种折叠超表面单片集成涡旋光束复用解复用装置，其特征在于，所述坐标变换满足以下条件：

其中，a，b为坐标变换的可调参数，u、v、x、y为坐标参数。