历史上，光速在真空中的恒定性和不可超越性被视为物理学的基石之一，而光的衍射、折射等行为也长期遵循经典波动理论。然而，近年来的突破性研究通过微观结构设计与介质调控，挑战了这些传统认知，并开创了光学新纪元

在《eLight》新发表的论文中，由中山大学董建文教授和复旦大学周磊教授共同领导的科研团队发现，光学模式的辐射方向性是突破这一基础挑战的关键。通过理论分析，他们建立了基于辐射方向性调控共振光谱的完整相图，揭示了空间反演对称性与光学模式的高度定向辐射是打破角度-波长锁定的核心物理条件。

基于此，科研人员在双层超光栅中引入了横向位移自由度。该设计在保持空间反演对称性的同时打破垂直镜面对称性，实现了对辐射方向性的精准角度调控。他们理论预测共振反射仅会在正入射和中心波长附近发生，并提出了在任意角度和波长实现空谱选择性的通用设计方案。

"辐射方向性如同'魔法橡皮擦'，使我们能精确擦除离散射曲线方向的光谱特征。这种能力实现了角度与波长的独立选择性，突破了本征色散的限制"研究人员总结道。

"实验制备双层超光栅面临重大挑战，既要保证超薄间隔层的平整度，又需实现层间精确的横向错位，这需要先进的纳米加工技术"他们补充说明。

为此，科研团队开发了创新制备工艺，结合多次刻蚀、间接厚度测量和迭代沉积流程，配合高精度双层对准技术，成功制备出近红外波段工作的高质量双层超光栅。该方法具有优异间隔层平整度、厚度可调性(~10 nm对准精度)，兼容多种间隔材料，为研究双层光子体系建立了灵活的实验平台。

利用该平台，他们在实验中观测到单角度-单波长的高反射现象。为验证新型反射源自辐射方向性，科研人员还进行了角度分辨光学显微测量，结合时域耦合模理论与交叉偏振测量技术，定量表征了共振模式单向辐射特性。

此外，团队率先研制出毫米级高精度双层超光栅，在0°和1342 nm处实现了具有空谱同步选择性的高对比度成像，为紧凑型光学成像和光计算技术开辟了新机遇。

"本研究不仅为解决角度-波长独立调控的基础难题提供了创新方案，更为AR/VR显示、光谱成像、相干热辐射、先进半导体制造等技术应用带来了新思路"科学家们展望道。