A multiplexação óptica e a demultiplexação utilizando as propriedades físicas intrínsecas da luz têm desempenhado um papel crucial no armazenamento de dados de alta capacidade e nas comunicações de alta velocidade.

Contudo, a geração e detecção de feixes de transporte de momento angular (AM) são baseadas em elementos ópticos em massa, como modulador de luz espacial, placas de fase espiral, conversores de modo cilíndrico, e elementos refrativos de forma livre. Portanto, esses métodos têm um tamanho volumoso que não pode ser facilmente integrado a outros sistemas em miniatura.

Para realizar a multiplexação e demultiplexação AM, os métodos baseados em metassuperfície metálica são propostos, que sofre de enormes perdas ôhmicas. Como suprimir as perdas e melhorar a compactação do sistema ainda é um desafio?

Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Dr. Zhang Wenfu do Instituto Xi'an de Óptica e Mecânica de Precisão (XIOPM) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) propôs um método para multiplexação e desmultiplexação AM baseado em uma metassuperfície dielétrica. Empregando a técnica fora do eixo e o efeito Hall fotônico de rotação, a multiplexação e desmultiplexação do momento angular orbital (OAM) e do momento angular de rotação (SAM) podem ser alcançados. O resultado foi publicado em Materiais Óticos Avançados .

A multiplexação e desmultiplexação OAM é feita através da técnica fora do eixo e a multiplexação e desmultiplexação SAM é baseada no Efeito Hall de spin fotônico no meio anisotrópico, que são integrados em uma metassuperfície de camada única.

Além disso, a função de foco para a luz de saída foi integrada diretamente no demultiplexador, o que efetivamente melhora a compactação do sistema.

O metadispositivo proposto para multiplexação e demultiplexação AM apresenta um grande potencial para comunicação óptica de alta eficiência e alta capacidade e pode ser integrado com outro sistema em miniatura.