同时实现极化和波前的集成调控，对于电磁和光学应用具有重要意义。左、右旋是电磁波在圆极化基下的两个正交本征态，携带电磁波的重要信息。但正常情形下，左、右旋态下携带的几何相位自然锁定，这对旋向多功能电磁集成与调控形成了天然瓶颈，因此围绕高效旋向解耦的电磁调控与集成无论从科学还是工程应用角度，均是一个研究热点。
前期，空军工程大学许河秀课题组与其合作者一反常态，提出在二维超材料（超表面）单元内部引入本地传输、几何相位混合干涉思想，最终实现了基于相消和相长干涉的圆极化波二向色性与吸波隐身、涡旋散射的功能集成（He-Xiu Xuet.al., Light: Sci. Appl.,8: 3, ，ESI论文）。进一步，他们理论发现线极化波交叉极化串扰对旋向解耦效率和圆极化波下功能相位串扰具有重要贡献，建立了基于全局传输、几何相位合成的高效圆旋向功能解耦方法，并基于实验进行了验证（He-Xiu Xuet.al.,ACS Photonics, 6(1), pp. 211-220, ，ESI论文）。
最近，课题组在前期成果的基础上，将旋向元、频率元与传输方向元相结合，试图彻底打开电磁波调控与集成的自由度并空前增加超表面的功能信道容量。在旋向元与频率元混合调控上，他们基于双开口环谐振器和十字贴片结构的复合超表面发展了一种基于频率、旋向和波矢的多元混合旋向多功能电磁调控方法。通过双开口环谐振器的方位旋转在频率f1处实现了两个非解耦旋向相位，而通过十字贴片的全局传输、几何相位在频率f2处合成了两个独立解耦旋向相位，进一步在上述四个通道附加多个波矢可在空间形成携带不同信息的多波束通道，该工作同时实现高效率和旋向多功能的关键在于两个结构间的模式串扰抑制以及解耦元的正交线极化串扰抑制。该工作最近以长文发表在Adv. Mater. Technol., 1900710, ，并被遴选为该期工作的封面。
在旋向元与传输方向元混合调控上，他们基于双开口环谐振器和折叠H形谐振器发展了一种基于频率、旋向和方向的多元混合全空间多功能电磁调控方法。在频率f1、f2处，透射、反射方向上实现了3套独立几何相位和功能的操控和集成，核心机理在于中间层圆环槽在f1处充当地板功能，与双开口环谐振器共同形成了金属-介质-地板的三明治反射模式，而在f2处与折叠H形谐振器共同形成了ABA高透模式，且透射、反射模式间具有天然屏蔽功效，能够操控独立的几何相位。该工作最近发表在Adv. Opt. Mater.,1901719, 。
本项目基于频率、旋向和传输方向元的混合多元超表面均可以提供多立个独立的圆极化功能，携带更多电磁信息，具有集成度高、可复用性强、体积超薄、效率高等优势，是对现有线极化波多元调控的完美互补。
戳“阅读原文或二维码”查看英文文献
文章链接
文献1：
/10.1002/admt.70005
文献2：
/10.1002/adom.01719
免责声明：本文旨在传递更多科研资讯及分享，所有其他媒、网来源均注明出处，如涉及版权问题，请作者第一时间后台联系，我们将协调进行处理（按照法规支付稿费或立即删除）。转载请注明出处，如原创内容转载需授权，请联系下方微信号。
亲爱的读者，请点击在看，多多支持我们呦！
