基于光學超穎表面的光束整形與偏振調控技術
由于超穎表面具有在極短距離內,以亞波長分辨率對出射光的波前進行任意調控的能力,使得它有望成為傳統光學元件的替代品。超穎表面體積小、重量輕、具有豐富設計自由度的特點能夠大大簡化傳統光場調控裝置的體積以及復雜度。近些年來,項目組在超穎表面的光束整形與偏振調控領域做出了許多有意義的工作。通過將達曼光柵原理與超穎表面相結合實現了三維渦旋陣列以及貝塞爾光束陣列的產生。利用相變材料、Ω形天線以及介質納米柱結構實現了對出射光束偏振態的調控,并將其應用于矢量光束的產生之中。同時,基于超穎表面對出射光的復振幅調制實現了近場表面等離激元的操控以及遠場衍射級次的選擇性激發。
基于光學超穎表面的光束整形與偏振調控技術具有體積小、重量輕的優點,能夠解決傳統光場調控裝置體積較大、復雜度較高的缺點。同時,不同種類超穎原子所提供的豐富設計自由度以及多種波前調控工作機理,為超穎表面對出射光的振幅、相位、偏振、頻率以及多物理量的靈活調控提供了保障,豐富了實現光場調控的手段。該技術有望在激光加工、光通信、粒子捕獲,超分辨成像、信息存儲以及光學防偽和加密等應用之中。
北京理工大學
2023-04-19