光學(xué)超表面是一種由亞波長納米結(jié)構(gòu)陣列組成的人工二維結(jié)構(gòu)，為光場調(diào)控及光信息處理提供了一個緊湊而強(qiáng)大的平臺�；�于超表面的光學(xué)全息術(shù)具有視場角大、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，在全息成像/顯示、VR/AR、數(shù)據(jù)存儲與加密等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。然而，如何利用超表面實(shí)現(xiàn)全彩色全息記錄與顯示，傳統(tǒng)方法面臨著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、單元選取困難等問題，且無法控制目標(biāo)彩色全息像的偏振結(jié)構(gòu)，更不能實(shí)現(xiàn)偏振多路復(fù)用，信息容量受到極大限制。

近日，西北工業(yè)大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院趙建林教授團(tuán)隊(duì)，在全偏振自由度調(diào)控的彩色全息顯示與加密方面取得重要研究進(jìn)展。相關(guān)成果以“Full-Color Holographic Display and Encryption with Full-Polarization Degree of Freedom”為題發(fā)表于國際頂級學(xué)術(shù)期刊《Advanced Materials》。

研究團(tuán)隊(duì)提出了一種由幾何相位單元組成的四原子宏像素超表面，可以將多個波長的振幅與相位信息編碼到任意偏振通道中，有效地避免了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)搜索和制備過程。此外，通過非均勻偏振編碼，實(shí)現(xiàn)了HSB三維色彩空間全息顯示。所提出的超表面器件為輕量3D顯示、AR/VR設(shè)備提供了一個通用平臺。同時，單器件集成的全彩色和全偏振自由度聯(lián)合調(diào)控顯著提高了光場信息容量和安全性，在全息數(shù)據(jù)存儲和光通信等面向多路復(fù)用的應(yīng)用中具有巨大的潛力。

全偏振自由度調(diào)控彩色全息超表面結(jié)構(gòu)示意圖

偏振編碼的真彩色全息顯示與加密

該項(xiàng)工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFA0303800）、國家自然科學(xué)基金（11634010、91850118、11774289、12074312、12074313、11804277）、西北工業(yè)大學(xué)博士論文創(chuàng)新基金（CX202046、CX202047、CX202048）等項(xiàng)目資助。

西北工業(yè)大學(xué)為論文唯一單位，博士生郭旭岳為第一作者，李鵬副教授和趙建林教授為共同通訊作者。

趙建林教授、李鵬副教授團(tuán)隊(duì)近兩年在基于電介質(zhì)超表面的光場多維度調(diào)控及應(yīng)用方面取得了一系列創(chuàng)新性成果，已在領(lǐng)域頂級期刊Laser & Photonics Reviews [LPR, 14: 1900366 (2020), IF: 13.138]、SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy [Sci. China-Phys. Mech., 64: 214211 (2021), IF: 5.122]、Physical Review Applied [Phys. Rev. Appl., 14: 024035 (2020), IF: 4.985]、Advances in Physics-X [Adv. Phys.-X, 6: 1843535 (2021), IF: 6.917]、APL Photonics [APL Photon. 6: 086106 (2021), IF:5.672]發(fā)表了系列研究成果。

相關(guān)鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202103192