journal article·2024-10-01Open access

Asymmetric vortex generation in a time-switched magneto-optical Lorentz medium

Sihao Zhang, Huan He, Zhaoxian Chen, Jiwei Qi, Huanan Li, Jingjun Xu

Optical Materials Express· Volume 14· Issue 10

Abstract

By leveraging time interfaces and their combinations, time-switched metamaterials facilitate efficient wave manipulation in a uniform medium, circumventing energy conservation during propagation. Here, by merging time interfaces with magnetized Lorentz material dispersion, we demonstrate that a time-switched magneto-optical medium can enable the generation of vortex beams with topological charges of −2, 2 or 0, each steered by the spin state and incident direction of an initially vortex-free Bessel beam. Especially, by constructing dispersive photonic time crystals using the magneto-optical medium, we show that the efficiency of vortex generation and the asymmetry performance can be greatly improved through momentum bandgap engineering, surpassing the capabilities of a standalone temporal slab. Our approach broadens the functionalities of time-switched metamaterials, offering avenues for manipulating structured waves and paving the way for innovative solutions in wave engineering.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Orbital Angular Momentum in Optics · Magneto-Optical Properties and Applications · Mechanical and Optical Resonators

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Nanjing University

Funding

National Natural Science Foundation of China · National Key Research and Development Program of China · Fundamental Research Funds for the Central Universities

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