非局部超表面

Yu的團隊發(fā)明了一種“非局部超表面”，可以在不同的目標波長以不同的方式操縱光波，而不影響非目標波長的光。新設(shè)備通過選擇一種顏色（光譜）并將其聚焦（空間），不僅在單個波長上，而且在多個不同波長上獨立地對光進行空間和光譜控制。

例如，一個演示的設(shè)備既可以作為會聚透鏡，將光聚焦在一種顏色，也可以作為凹面透鏡，以第二種顏色散射光，同時在光譜的其余顏色上用光照射時，保持透明，就像未著色的玻璃板一樣。

該團隊展示了一種多功能設(shè)備，它可以在四個不同的波長上獨立地塑造光波陣面，但在其他非選擇的波長上充當(dāng)透明襯底。這是迄今為止最具多功能和多色的超表面

AR應(yīng)用 

這些新的波長選擇性、波前整形“非局部”亞表面為增強現(xiàn)實技術(shù)提供了一個有前景的解決方案，包括汽車前擋風(fēng)玻璃上的平視顯示器。光學(xué)透視鏡頭可以在微型投影儀選定的窄帶波長處將背景信息反射到觀看者的眼睛中，同時還可以看到真實世界的無障礙、無遮擋的寬帶視圖。

而且，由于波長選擇性亞表面透鏡比人的頭發(fā)薄，它們非常適合開發(fā)看起來和感覺都像舒適時尚眼鏡的AR護目鏡。

量子光學(xué)

Yu的平坦超表面也可以用來大大降低操縱超冷原子的量子光學(xué)裝置的復(fù)雜性。由于必須獨立控制不同波長的多束激光，以冷卻、捕獲和監(jiān)測冷原子，這些設(shè)置可能會變得非常龐大。  

這種復(fù)雜性使得研究人員很難在原子鐘、量子模擬和計算中廣泛采用冷原子。現(xiàn)在，代替在真空室周圍為冷原子建造幾個端口，每個端口都有其獨特的光束整形光學(xué)組件，可以使用單個超表面器件同時整形實驗中使用的多個激光束。

下一步將在可見光譜范圍內(nèi)演示該概念

本研究中的器件使用納米結(jié)構(gòu)硅薄膜同時獨立地控制多個近紅外光束的波前。該團隊計劃接下來在可見光譜范圍內(nèi)演示這一概念，使用一個在可見光中具有低吸收損耗的設(shè)備平臺（如薄膜氮化硅和二氧化鈦）來完全控制三個窄帶可見激光束的波前。

他們還正在探索波長選擇性超表面平臺的可擴展性，方法是將兩個以上的擾動包含到單個超表面中，并將兩個多個超表面堆疊到一個復(fù)合設(shè)備中。

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