用于光谱解耦波前处理和眼球跟踪的非局域超表面

        随着新的手持设备和可穿戴技术的快速发展，相关技术已涵盖了电子和光学设备等领域。纳米结构超表面具有结构紧凑、多功能、大孔径、像差小以及光场调控能力强等优点，为光学元件的设计提供了新的解决方案。基于超表面的光学元件通常通过使用密集的散射纳米结构阵列赋予幅度和相位的空间变化来操纵光波。纳米结构的高度局部化和低光学品质因数 ( Q ) 模式有利于波前成形，因为它们提供对电磁场的非局域控制。然而，许多新兴的成像、传感、通信、显示和非线性光学应用需要平整、高Q的光学元件，以提供大量的能量存储和对波前更强的光谱控制。这些高Q、非局域超表面的一个主要限制是它们在不同波长下的光学功能与能带结构紧密联系，并且光谱解耦功能很难实现

        近日，美国斯坦福大学Geballe先进材料实验室的Mark L. Brongersma和Soo Jin Kim研究团队展示了一种创建高Q值非局域超表面的方法，该超表面可以在不同波段独立作用。他们预先选择共振波长的光存储在高Q 导模谐振器超表面中，以增强内部场和光-物质相互作用，然后将其释放到目标方向。用于创建超表面单元的吸收材料能够控制通过超表面的波束，并可以在不同波长下实现不同的非耦合功能。该团队认为这些非局域超表面为光学成像、传感、通信、显示和非线性光学提供新思路，以补充传统低Q超表面的功能，此外，该非局域超表面方面也一定程度上推动了非局部超表面在动态波前整形和模拟光学计算的发展。相关研究成果发表在《Nature Nanotechnology》上。（钟雨豪）

        文章链接：Song, JH., van de Groep, J., Kim, S.J. et al. Non-local metasurfaces for spectrally decoupled wavefront manipulation and eye tracking. Nat. Nanotechnol. (2021). https://doi.org/10.1038/s41565-021-00967-4