【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，武漢大學(xué)電子信息學(xué)院教授李仲陽課題組(Nanophotonics & Emerging Application Laboratory, NEAL)在光學(xué)領(lǐng)域期刊《光：科學(xué)與應(yīng)用》(Light: Science & Applications)上發(fā)表了片上超構(gòu)表面光場操控研究的最新成果。論文題為“On-Chip Nonlocal Metasurface for Color Router: Conquering Efficiency-Loss from Spatial-Multiplexing”(《基于片上非局域超構(gòu)表面的顏色路由器：克服空間復(fù)用帶來的效率損失》)，電子信息學(xué)院博士后時陽陽(已獲“博士后創(chuàng)新人才支持計劃”資助)為論文第一作者，李仲陽為通訊作者，武漢大學(xué)為第一單位。
 

　　該研究工作圍繞片上超構(gòu)表面展開，其作為操控面內(nèi)光場的緊湊平臺，已成為近年來的重要發(fā)展方向。研究團隊提出了一種基于對稱性破缺準(zhǔn)連續(xù)域束縛態(tài)(q-BIC)模式設(shè)計的片上非局域超構(gòu)表面顏色路由器，通過精確設(shè)計具有可控尺寸與不對稱性的片上雙原子對，實現(xiàn)了對耦出光波提取強度與窄帶光譜選擇性的同步調(diào)制，如圖1所示。值得強調(diào)的是，片上超構(gòu)表面天然適合通過“水平級聯(lián)”的方式實現(xiàn)多波長通道復(fù)用，與傳統(tǒng)依賴空間復(fù)用的光路由方案相比，該策略可顯著降低能量利用效率的損失。形象地說，可將導(dǎo)波光比作管道中的水流：沿管道布置多個支流，每個支路僅提取所需部分，其余能量仍可繼續(xù)傳輸，從而避免空間復(fù)用引起的不必要浪費。研究所提出的片上超構(gòu)表面顏色路由器憑借其小型化集成的潛力，可為多路復(fù)用信息路由、智能集成光子系統(tǒng)以及下一代可穿戴顯示等應(yīng)用提供新的技術(shù)路徑。
 

圖1.(a)片上水平級聯(lián)不同雙原子陣列實現(xiàn)顏色路由的概念示意圖；
 

　　(b-c)傳統(tǒng)自由空間中的空間復(fù)用型和所提出片上級聯(lián)復(fù)用型顏色路由器的對比示意
 

　　該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金及中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金等項目的資助。