Optisch multiplexen en demultiplexen waarbij gebruik wordt gemaakt van de intrinsieke fysieke eigenschappen van licht, heeft een cruciale rol gespeeld bij gegevensopslag met hoge capaciteit en snelle communicatie.

Echter, het genereren en detecteren van impulsmoment (AM) dragende bundels zijn gebaseerd op bulk optische elementen zoals ruimtelijke lichtmodulator, spiraalvormige faseplaten, cilindrische modusconverters, en vrije vorm refractieve elementen. Vandaar, deze methoden hebben last van omvangrijke afmetingen die niet gemakkelijk kunnen worden geïntegreerd met andere miniatuursystemen.

Om AM multiplexing en demultiplexing te realiseren, de methoden op basis van metalen metasurface worden voorgesteld, die last heeft van enorme Ohmse verliezen. Hoe de verliezen te onderdrukken en de compactheid van het systeem te verbeteren zijn nog steeds een uitdaging?

Een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Dr. Zhang Wenfu van het Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) stelde een methode voor voor AM-multiplexing en demultiplexing op basis van een diëlektrisch meta-oppervlak. Gebruikmakend van de off-axis techniek en spin fotonisch Hall-effect, de orbitale impulsmoment (OAM) en spin impulsmoment (SAM) multiplexing en demultiplexing kan worden bereikt. Het resultaat is gepubliceerd in Geavanceerde optische materialen .

De OAM multiplexing en demultiplexing is via de off-axis techniek en de SAM multiplexing en demultiplexing is gebaseerd op het fotonische spin Hall-effect in het anisotrope medium, die zijn geïntegreerd op een enkellaags meta-oppervlak.

Bovendien, de functie van scherpstellen voor het uitgangslicht is direct op de demultiplexer geïntegreerd, wat de compactheid van het systeem effectief verbetert.

De voorgestelde metade-inrichting voor AM-multiplexing en demultiplexing vertoont een groot potentieel voor optische communicatie met hoge efficiëntie en hoge capaciteit en kan worden geïntegreerd met andere miniatuursystemen.