光學超表面是一種由亞波長納米結構陣列組成的人工二維結構，為光場調控及光信息處理提供了一個緊湊而強大的平臺�；�于超表面的光學全息術具有視場角大、分辨率高等優(yōu)點，在全息成像/顯示、VR/AR、數(shù)據(jù)存儲與加密等領域具有重要應用前景。然而，如何利用超表面實現(xiàn)全彩色全息記錄與顯示，傳統(tǒng)方法面臨著結構復雜、單元選取困難等問題，且無法控制目標彩色全息像的偏振結構，更不能實現(xiàn)偏振多路復用，信息容量受到極大限制。

近日，西北工業(yè)大學物理科學與技術學院趙建林教授團隊，在全偏振自由度調控的彩色全息顯示與加密方面取得重要研究進展。相關成果以“Full-Color Holographic Display and Encryption with Full-Polarization Degree of Freedom”為題發(fā)表于國際頂級學術期刊《Advanced Materials》。

研究團隊提出了一種由幾何相位單元組成的四原子宏像素超表面，可以將多個波長的振幅與相位信息編碼到任意偏振通道中，有效地避免了復雜的結構搜索和制備過程。此外，通過非均勻偏振編碼，實現(xiàn)了HSB三維色彩空間全息顯示。所提出的超表面器件為輕量3D顯示、AR/VR設備提供了一個通用平臺。同時，單器件集成的全彩色和全偏振自由度聯(lián)合調控顯著提高了光場信息容量和安全性，在全息數(shù)據(jù)存儲和光通信等面向多路復用的應用中具有巨大的潛力。

全偏振自由度調控彩色全息超表面結構示意圖

偏振編碼的真彩色全息顯示與加密

該項工作得到了國家重點研發(fā)計劃（2017YFA0303800）、國家自然科學基金（11634010、91850118、11774289、12074312、12074313、11804277）、西北工業(yè)大學博士論文創(chuàng)新基金（CX202046、CX202047、CX202048）等項目資助。

西北工業(yè)大學為論文唯一單位，博士生郭旭岳為第一作者，李鵬副教授和趙建林教授為共同通訊作者。

趙建林教授、李鵬副教授團隊近兩年在基于電介質超表面的光場多維度調控及應用方面取得了一系列創(chuàng)新性成果，已在領域頂級期刊Laser & Photonics Reviews [LPR, 14: 1900366 (2020), IF: 13.138]、SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy [Sci. China-Phys. Mech., 64: 214211 (2021), IF: 5.122]、Physical Review Applied [Phys. Rev. Appl., 14: 024035 (2020), IF: 4.985]、Advances in Physics-X [Adv. Phys.-X, 6: 1843535 (2021), IF: 6.917]、APL Photonics [APL Photon. 6: 086106 (2021), IF:5.672]發(fā)表了系列研究成果。

相關鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202103192