Metasurfaces：具有巨大潜力的微型技术

想象一下，用超薄平板而不是笨重的透镜和镜子来操纵光线。这就是超表面的前景，这是一种纳米结构技术，可以以前所未有的方式扭曲和弯曲光线

超表面是由精心设计的纳米结构组成的人工工程表面，每个纳米结构都小于光的波长。通过控制这些微小结构的几何形状和排列，科学家可以创建元表面，精确控制二维界面处光波的振幅、相位和偏振

这种对光特性的前所未有的控制解锁了传统光学以前无法实现的大量潜在应用

在《光：先进制造》发表的一篇新评论文章中，来自中国的研究人员讨论了与元器件制造兼容的纳米制造技术，包括无掩模和掩模光刻。他们探索了当前制造方法的局限性，并为先进的纳米光子应用提供了克服这些挑战的解决方案

传统的光学元件，如透镜和棱镜，使用笨重的结构和精确的曲率来操纵光线。另一方面，元表面在尺寸和复杂性的一小部分内实现了类似的光学特性。它们提供了一种扁平、超薄、轻便的替代品，为更紧凑、更集成的设备铺平了道路

超表面的潜在应用涵盖了广泛的领域，包括光束控制和聚焦、全息术和3D成像、偏振控制和分析、奇异光束产生、生物医学成像和传感以及光学隐形

虽然元表面具有巨大的潜力，但在制造和集成方面仍存在挑战。以高精度和低成本大规模制造它们是一个有待克服的障碍。此外，要充分实现其小型化潜力，需要解决当前超表面设备对笨重组件的依赖

世界各地的研究人员正在积极应对这些挑战，探索创新的纳米制造技术和集成策略。超曲面的未来预示着一个以前所未有的控制来利用和操纵光的世界，从而在光学、通信、传感、成像等领域取得革命性的进步 More information: Borui Leng et al, Meta-device: advanced manufacturing, Light: Advanced Manufacturing (2024). DOI: 10.37188/lam.2024.005