1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119
2 中国科学院大学，北京 100049
3 南京大学固体微结构物理国家重点实验室，南京大学物理学院，江苏 南京 210093
4 南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心，江苏 南京 210093
5 浙江大学光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
光学超构表面凭借其小型化集成化的优势和对光场出色的调控能力，近年来已被深入应用于光学微操控技术研究，这标志着该交叉领域进入了新的发展阶段。特别地，由于超构表面的尺寸在亚波长级别，具有被光场驱动从而产生机械运动的潜力，这一特性为新一代光驱动的人工微机器人提供了重要的理论基础和技术支撑。本文依次从光学微操控的基本原理和超表面的相位机制出发，详细回顾了基于超构表面的多种微操控器件，包括超构表面光镊、多功能微操控系统、超构机械等，并结合微纳结构的拓扑光学性质，对拓扑光操控等新奇效应进行了探讨。最后，本文展望了超构表面微操纵技术的未来发展方向和目标。
超构表面 光学微操控 光镊 光子力学
南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室，江苏 南京 210093
从分析超构单元的相位调控原理入手，讨论如何利用多个光学自由度实现多功能的光学响应。作为验证，以非晶硅矩形纳米柱组成的超构表面为例，展示了不同相位机制对光场的多维度调控能力。该研究为超构表面的灵活设计提供理论支持，同时对多功能超构器件的研究进展进行介绍和展望。
物理光学 超构材料 相位调控 复用技术 偏振光学 光学学报
2022, 42(21): 2126004
Author Affiliations
Abstract
1 National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Physics, College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, China
2 Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation, Ministry of Education, Nanjing 210093, China
The chromatic aberration of metasurfaces limits their application. How to cancel or utilize the large chromatic dispersion of metasurfaces becomes an important issue. Here, we design Si-based metasurfaces to realize flexible chromatic dispersion manipulation in mid-infrared region. We demonstrate the broadband achromatic metalens and achromatic gradient metasurface to cancel the chromatic aberration over a continuous bandwidth (8–12 μm). In contrast, the metalens and gradient metasurface with enhanced chromatic dispersion have also been realized, where the focal length and deflection angle with different wavelengths vary more significantly than the conventional devices designed with geometric phase. These demonstrations indicate promising potential applications.
metasurfaces chromatic dispersion manipulation achromatic metalenses super dispersion Chinese Optics Letters
2020, 18(8): 082401
