这一成就源于一种被称为超表面的特殊纳米结构。这种比人类发丝薄数百倍的超表面能够在光线穿透时对其进行精确调控。研究团队采用以坚固性和优异光学透明度著称的氮化硅材料,制造出纳米尺度的柱状结构。这些被称为"元原子"的柱体,可在超表面实现光的精细操控。
该技术的显著特点是能根据光的波长(颜色)和自旋(偏振方向)投射出完全不同的图像。例如,左旋圆偏振红光可能显示苹果图像,而右旋圆偏振红光可能生成汽车图像。利用此技术,研究人员成功在可见光谱范围内以20纳米间隔编码36幅图像,并在可见光至近红外区域编码8幅图像——所有这些图像均集成于单个超表面之上。
此项创新尤为突出的价值不仅在于简化的设计与制造流程,更在于其提升的图像质量。团队通过引入噪声抑制算法,解决了先前存在的图像串扰和背景噪声问题,从而获得更清晰的图像,并显著降低了通道间干扰。
"这是首次通过单次相位优化过程实现自旋与波长信息复用,同时达成低噪声与高图像保真度的技术展示,"Rho教授指出。"鉴于其可扩展性和商业可行性,该技术在光学数据高容量存储、安全加密系统和多图像显示技术等广泛光学应用领域具有强大潜力。"
本研究由POSCO Holdings的N.EX.T Impact计划,以及韩国科学与信息通信技术部资助的韩国国家研究基金会融合技术先锋计划共同支持。
Story Source:
Materialsprovided byPohang University of Science & Technology (POSTECH).Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Cherry Park, Youngsun Jeon, Junsuk Rho.36‐Channel Spin and Wavelength Co‐Multiplexed Metasurface Holography by Phase‐Gradient Inverse Design.Advanced Science, 2025; DOI:10.1002/advs.202504634
2025-07-01
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