近日，湖南师范大学景辉讲明团队与湖南大学段辉高讲明团队勾通，基于各向异性超构名义初次末端了偏振无依赖色散复振幅调控，为偏振无依赖波前调控本事的末端开采了新的阶梯。相干征询效果以“Polarization-independent dispersive complex-amplitude modulation via anisotropic metasurfaces”为题，于2025年1月11日在线发表于光学领域泰斗期刊《Laser ＆ Photonics Reviews》。湖南师范大学副讲明杨辉和博士生彭好意思瑜为论文的共同第一作家，湖南师范大学景辉讲明、湖南大学胡跃强讲明和段辉高讲明为共同通信作家。该使命赢得了国度当然科学基金、湖南省科技改变领军东谈主才技俩、湖南省揭榜挂帅技俩、湖南省当然科学基金的接济。

超构名义大致在亚波长圭臬上末端对电磁波的振幅、相位、频率及偏振等物理维度的精确调控，在电磁波操控方面展现出传统材料难以企及的上风，为集成化多功能平面光学器件的发展提供了优厚平台。现阶段，宽广超构器件推崇出偏振明锐性，即仅能在特定偏振光要求下平淡使命，这一特质在很猛进度上末端了其在特定应用领域中的平庸使用。

为了克服这一末端，东谈主们每每采器具有C4旋转对称截面的纳米结构单位，举例圆柱体、立方体相配滋生物。通过经受这种舛错，不错末端偏振不解锐的波前调控，可是这将导致在参数空间中失掉的解放度。这种解放度的失掉会末端所盘算推算超构器件的功能及最终性能。为了末端偏振无依赖的色散复振幅调控，该课题组在往日的使命中提议了一种三维集成超构名义结构。该结构通过在彩色滤光片上全心堆叠相位板元件来末端近场纳米打印和远场全息。可是，这种盘算推算决策不能幸免地给制造经过带来了特殊挑战，极大加多了器件的复杂性、尺寸、重量以及资本。迄今为止，通过单层超构名义末端偏振无依赖的色散复振幅调控（同步主管相位，振幅和频率）尚未末端。

在这项征询使命中，与直观违抗的是，专揽单层各向异性超构名义告捷末端了偏振无依赖的色散复振幅调制。通过充分专揽平面内参数空间中的解放度，征询东谈主员大致在不加多超构名义制造复杂性的前提下末端以往难以达成的偏振无依赖功能。如图1所示，文中对比了基于各向同性和各向异性结构末端偏振无依赖的色散复振幅调控所对应的参数解放度。

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图1 各向同性和各向异性结构末端偏振无依赖色散复振幅调控对比图

当作倡导的考证，征询东谈主员从表面上和实验上展示了偏振无依赖的彩色纳米打印、彩色纳米打印与彩色全息的集成以及放肆功率比的消色差多端口分束器。其机理依赖于对组合超构单位的交流色散琼斯矩阵进行优化，在一双正交极化基下展现出一致的行动特质，如图2所示。绝顶地，为了确保末端果然的偏振无依赖特质，征询东谈主员在优化经过中同期有计划了色散琼斯矩阵中的交叉偏振和共偏振重量。

图2 各向异性结构末端偏振无依赖色散复振幅调控盘算推算旨趣图

基于上述旨趣，征询团队设立了一种全新的偏振无依赖彩色纳米打印战略，它饱和不同于依赖于光谱特质优化的共振结构色。并在表面和实验上展示了具有4个和7个颜料的偏振无依赖彩色纳米打印器件（如图3所示），对应的实验收场与数值仿真收场齐能很好地展现对应的颜料。

图3 偏振无依赖结构色纳米打印功能展示

在此基础上，征询东谈主员设立了修正的GS相位迭代算法，末端了色散近场振幅和远场全息相位的协同调控。并以文中盘算推算的各向异性的单层超构名义为物理载体，盘算推算和展示了偏振无依赖的彩色纳米打印与彩色全息的集成器件（如图4所示）。该器件的末端收获于对超构名义平面内结构参数解放度的充分专揽，从而末端了以往单层结构难以末端的先进功能。

图4 偏振无依赖彩色纳米打印与彩色全息集告捷能展示

通过充分专揽单层各向异性超构名义参数空间中的解放度加拿大pc28官网信誉平台，征询东谈主员告捷末端了偏振无关的色散复振幅主管，卓越了传统各向同性超构名义的才智。为了末端这一违反直观的调制功能，征询东谈主员对多原子超构单位的交流色散琼斯矩阵进行了优化，使其在一双正交极化基下推崇出一致的行动。当作倡导考证，征询东谈主员通过数值模拟和实验展示了偏振无依赖的彩色印刷，其末端经过与依赖光谱特质优化的传统结构色舛错人大不同。此外，征询东谈主员还展示了近场彩色印刷与远场彩色全息的集成，以及具有放肆功率比的消色差多端口分束器。征询东谈主员提议的舛错具有通用性，不错扩张到盘算推算其他偏振无依赖的超构名义器件，在光学裸露与成像、信息传输和增强履行等领域具有平庸的应用出路。

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