Author Affiliations
Abstract
1 Southern University of Science and Technology, Department of Materials Science and Engineering, Shenzhen, China
2 Southern University of Science and Technology, Shenzhen Institute for Quantum Science and Engineering, Shenzhen, China
3 Southern University of Science and Technology, Institute for Applied Optics and Precision Engineering, Shenzhen, China
4 Southern University of Science and Technology, Guangdong Provincial Key Laboratory of Functional Oxide Materials and Devices, Shenzhen, China
Optical metasurfaces, which consist of subwavelength scale meta-atoms, represent a novel platform to manipulate the polarization and phase of light. The optical performance of metasurfaces heavily relies on the quality of nanofabrication. Retrieving the Jones matrix of an imperfect metasurface optical element is highly desirable. We show that this can be realized by decomposing the generalized Jones matrix of a meta-atom into two parallel ones, which correspond to the ideal matrix and a phase retardation. To experimentally verify this concept, we designed and fabricated metasurface polarizers, which consist of geometric phase-controlled dielectric meta-atoms. By scanning the polarization states of the incident and transmitted light, we are able to extract the coefficients of the two parallel matrices of a metasurface polarizer. Based on the results of the Jones matrix decomposition, we also demonstrated polarization image encryption and spin-selective optical holography. The proposed Jones matrix retrieval protocol may have important applications in computational imaging, optical computing, optical communications, and so on.
metasurface polarizer Jones matrix optical holography Advanced Photonics Nexus
2024, 3(2): 026005
浙江大学极端光学技术与仪器全国重点实验室，光电科学与工程学院，先进光子学研究中心，嘉兴研究院智能光子研究中心，浙江大学杭州国际科创中心，浙江 杭州 310027
作为一种二维形式的超构材料，超构表面允许以前所未有的自由度对光的振幅、相位、偏振等维度进行灵活高效的调控，有望突破传统光学的限制，实现低成本、高性能、超轻超薄、功能新颖的新型光学元件，近年来引起了学术界和产业界越来越浓厚的研究兴趣。从物理机理、相位调控到正向设计方法，系统回顾了超构表面的设计原理。介绍了这些机理如何用于实现丰富的应用，包括功能复用、宽带宽、大视场、多层级联、非局域超构表面等，涵盖了最主要和最新的发展方向。最后，讨论了超构表面在走向实用化的道路上所面临的器件设计和加工制造上的挑战，并对领域未来的发展进行展望。
1 福建师范大学光电与信息工程学院，福建 福州 350117
2 福建省光子技术重点实验室，福建 福州 350117
3 医学光电科学与技术教育部重点实验室，福建 福州 350117
本文对过去50年中光全息数据存储技术的发展进行了综述。随着关键器件和材料的不断发展，光全息数据存储技术也日臻成熟。当下正值大数据时代，对数据存储密度和数据存取速度的需求比以往任何时候都要大，光全息数据存储以其超大存储容量、超快读取速度、超长保存寿命等优势，成为下一代数据存储技术的有力候选者。其中同轴全息存储系统以其结构紧凑、操作简单、兼容性强等特点将成为全息存储技术进一步实用化的基石。同时新型的相位调制光全息数据存储系统正成为研究热点，新一轮的飞速发展时机已至。
光全息 数据存储 大数据 相位调制 optical holography data storage big data phase modulation
1 中南大学物理与电子学院, 湖南 长沙 410083
2 中南大学物理与电子学院超微结构与超快过程研究所, 湖南 长沙 410083
介绍了一种基于光学原理存储和恢复多幅图像的方法。利用不同旋转角和槽型角的闪耀光栅分别对多幅灰度图像进行编码，将所有被调制图像叠加并存储到一个纯位相光学元件中。将该位相元件的位相分布经计算机输入到空间光调制器(SLM)上，用于调制入射激光光束。利用透镜对被调制光束进行傅里叶变换，光阑在频域对衍射光斑进行筛选和过滤，再通过透镜恢复图像，由CCD记录恢复的图像。实验结果显示本方法可实现22幅图像信息的高质量存储和恢复，且具有图像存储信息量大、操作简便、易于加密等优点。
图像处理 图像存储 空间光调制器 位相元件 闪耀光栅 光学全息 光学学报
2013, 33(12): 1205002
