Il multiplexing ottico e il demultiplexing che utilizzano le proprietà fisiche intrinseche della luce hanno svolto un ruolo cruciale nell'archiviazione dei dati ad alta capacità e nelle comunicazioni ad alta velocità.

Però, la generazione e il rilevamento di fasci che trasportano il momento angolare (AM) si basano su elementi ottici sfusi come il modulatore di luce spaziale, piastre di fase a spirale, convertitori di modalità cilindrici, ed elementi rifrangenti a forma libera. Quindi, questi metodi soffrono di dimensioni ingombranti che non possono essere facilmente integrate con altri sistemi in miniatura.

Per realizzare il multiplexing e il demultiplexing AM, vengono proposti i metodi basati sulla metasuperficie metallica, che soffre di enormi perdite ohmiche. Come sopprimere le perdite e migliorare la compattezza del sistema sono ancora una sfida?

Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Dr. Zhang Wenfu dell'Istituto di ottica e meccanica di precisione di Xi'an (XIOPM) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ha proposto un metodo per il multiplexing e il demultiplexing AM basato su una metasuperficie dielettrica. Utilizzando la tecnica fuori asse e l'effetto Hall fotonico di spin, è possibile ottenere il multiplexing e il demultiplexing del momento angolare orbitale (OAM) e del momento angolare di spin (SAM). Il risultato è stato pubblicato in Materiali ottici avanzati .

Il multiplexing e demultiplexing OAM avviene tramite la tecnica fuori asse e il multiplexing e demultiplexing SAM si basa sull'effetto Hall basato sullo spin fotonico nel mezzo anisotropo, che sono integrati su una metasuperficie monostrato.

Inoltre, la funzione di messa a fuoco per la luce di uscita è stata integrata direttamente sul demultiplexer, che migliora efficacemente la compattezza del sistema.

Il metadispositivo proposto per il multiplexing e il demultiplexing AM mostra un grande potenziale per la comunicazione ottica ad alta efficienza e ad alta capacità e può essere integrato con altri sistemi in miniatura.