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用于全彩全息成像的三维集成超表面

DOI：10.1038/s41377-019-0198-y 期刊：Light: Science & Applications 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 超表面通过在亚波长尺度上调控光波前，实现了光学元件的设计。凭借其超薄紧凑的特性，超表面在光电系统中集成多功能以实现光学器件小型化方面具有巨大潜力。然而，当前基于二维平面复用的研究尚未充分发挥超表面在多任务应用中的能力。我们通过将全息超表面堆叠在基于法布里-珀罗腔的单片式彩色滤光微阵列上，展示了一种三维集成超表面器件，可同时实现低串扰、偏振无关、高效率的全彩全息成像与微印刷功能。该器件的双重功能为数据记录、安全加密、彩色显示和信息处理提供了新方案。我们的三维集成概念可通过引入偏振片、超透镜等多种功能型超表面层，扩展至实现多任务平面光学系统。
作者： Yueqiang Hu，Xuhao Luo，Yiqin Chen，Qing Liu，Xin Li，Yasi Wang，Na Liu，Huigao Duan
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

展示一种三维集成超表面器件，该器件可实现低串扰、偏振无关、高效率的全彩全息成像与微印刷功能，并提出一种用于数据记录、安全加密、彩色显示及信息处理的创新方案。

研究成果

这种三维集成超表面器件在全彩全息成像中展现出低串扰、高效率及偏振无关的优势。通过集成多种功能型超表面层，三维集成的概念可进一步拓展以实现更复杂的功能，这证明了超表面在多功能片上光电器件中具有巨大的应用潜力。

研究不足

实验中的串扰大于理论预测，这是由制造误差导致的。通过使用更高结构以及折射率更大的材料，可以进一步提高衍射效率。

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