非局部超表面

Yu的團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種“非局部超表面”，可以在不同的目標(biāo)波長(zhǎng)以不同的方式操縱光波，而不影響非目標(biāo)波長(zhǎng)的光。新設(shè)備通過(guò)選擇一種顏色（光譜）并將其聚焦（空間），不僅在單個(gè)波長(zhǎng)上，而且在多個(gè)不同波長(zhǎng)上獨(dú)立地對(duì)光進(jìn)行空間和光譜控制。

例如，一個(gè)演示的設(shè)備既可以作為會(huì)聚透鏡，將光聚焦在一種顏色，也可以作為凹面透鏡，以第二種顏色散射光，同時(shí)在光譜的其余顏色上用光照射時(shí)，保持透明，就像未著色的玻璃板一樣。

該團(tuán)隊(duì)展示了一種多功能設(shè)備，它可以在四個(gè)不同的波長(zhǎng)上獨(dú)立地塑造光波陣面，但在其他非選擇的波長(zhǎng)上充當(dāng)透明襯底。這是迄今為止最具多功能和多色的超表面

AR應(yīng)用 

這些新的波長(zhǎng)選擇性、波前整形“非局部”亞表面為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供了一個(gè)有前景的解決方案，包括汽車前擋風(fēng)玻璃上的平視顯示器。光學(xué)透視鏡頭可以在微型投影儀選定的窄帶波長(zhǎng)處將背景信息反射到觀看者的眼睛中，同時(shí)還可以看到真實(shí)世界的無(wú)障礙、無(wú)遮擋的寬帶視圖。

而且，由于波長(zhǎng)選擇性亞表面透鏡比人的頭發(fā)薄，它們非常適合開(kāi)發(fā)看起來(lái)和感覺(jué)都像舒適時(shí)尚眼鏡的AR護(hù)目鏡。

量子光學(xué)

Yu的平坦超表面也可以用來(lái)大大降低操縱超冷原子的量子光學(xué)裝置的復(fù)雜性。由于必須獨(dú)立控制不同波長(zhǎng)的多束激光，以冷卻、捕獲和監(jiān)測(cè)冷原子，這些設(shè)置可能會(huì)變得非常龐大。  

這種復(fù)雜性使得研究人員很難在原子鐘、量子模擬和計(jì)算中廣泛采用冷原子�，F(xiàn)在，代替在真空室周圍為冷原子建造幾個(gè)端口，每個(gè)端口都有其獨(dú)特的光束整形光學(xué)組件，可以使用單個(gè)超表面器件同時(shí)整形實(shí)驗(yàn)中使用的多個(gè)激光束。

下一步將在可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)演示該概念

本研究中的器件使用納米結(jié)構(gòu)硅薄膜同時(shí)獨(dú)立地控制多個(gè)近紅外光束的波前。該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃接下來(lái)在可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)演示這一概念，使用一個(gè)在可見(jiàn)光中具有低吸收損耗的設(shè)備平臺(tái)（如薄膜氮化硅和二氧化鈦）來(lái)完全控制三個(gè)窄帶可見(jiàn)激光束的波前。

他們還正在探索波長(zhǎng)選擇性超表面平臺(tái)的可擴(kuò)展性，方法是將兩個(gè)以上的擾動(dòng)包含到單個(gè)超表面中，并將兩個(gè)多個(gè)超表面堆疊到一個(gè)復(fù)合設(shè)備中。

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