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27
2026
-
02
用于完全解耦双向光控制的莫比乌斯超表面
作者：
上海技物所 Wei Lu、Xiaoshuang Chen、Guanhai Li、Feilong Yu、Rongsheng Chen 团队提出了一种单层介质莫比乌斯超表面，它利用拓扑启发式的偏振路径反转机制，实现了三个维度上的完全解耦控制。受莫比乌斯拓扑的启发，作者的设计通过合成相位驱动坐标变换将正向和反向偏振轨迹映射到统一的庞加莱球面上，从而实现了对任意椭圆偏振态的方向选择性相位响应。为了克服色散和偏振功能之间的权衡，作者引入了一个神经网络框架，该框架能够协同优化跨多个偏振、波长和方向的琼斯矩阵响应。实验中，作者展示了六个完全独立的全息通道——由三个在相反传播方向上的偏振-波长组合定义——实现了高保真图像重建，通道间串扰低于6.4%。与仅限于交错或正交偏振编码的Janus型或多层超表面相比，作者的方法为多维光复用提供了一种紧凑、无损且制造兼容的解决方案。
研究成果于 2026 年 2 月 19 日以题为“Möbius metasurface for fully decoupled bidirectional light control”发表在《Advanced Photonics》上。
图1：用于非对称多维光控制的莫比乌斯超表面的概念和设计原理
图2：基于二元偏振路径反转和神经网络驱动优化的多维莫比乌斯超表面设计
图3：莫比乌斯超表面的超构原子设计、制造和实验装置
图4：多偏振态下双向矢量全息的实验演示
图5：基于莫比乌斯超表面的六通道多维全息
来源：光学光学世界
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