3.6 × 3.6 μm2のフットプリントを持つ超コンパクトなブロードバンド偏波多様性 orbital angular momentum 発生器

軌道角運動量（OAM）は光の基本的な特性の一つであり、過去数十年にわたって大きな関心を持たれてきました。理想的なOAM発生器は、光の既存の物理的寸法（波長と偏光）に完全に互換性があり、ブロードバンド、偏波多様性、超コンパクトフットプリントという明確な特徴を提供します。ここでは、私たちは3.6 × 3.6 μm2のフットプリントを持つシリコンプラットフォーム上に、超コンパクトなチップスケールのブロードバンド偏波多様性OAM発生器を提案、設計、製造、実証します。シリコンOAMチップは、シリコン波導の上にサブ波長表面構造（重ね合わせたホログラフィックフォーク格子）を導入することによって形成され、面内波導モードを面外の自由空間OAMモードに結合します。1500 nmから1630 nmまでの範囲で、高純度と効率を持って偏波多様性OAMモード（x-/y-偏極OAM+1/OAM-1）のブロードバンド生成を理論的および実験的に実証します。超コンパクトなブロードバンド偏波多様性OAM発生器の実証は、OAMを支援するN次元光多重通信/相互接続および高次元量子通信システムの新たな視点を開く可能性があります。