融合空频复用和近远场复用的多功能超表面图像显示

作     者：周宇翀 丁玮珺 李子乐 刘宏超 付娆 戴琦 郑国兴 Zhou Yuchong;Ding Weijun;Li Zile;Liu Hongchao;Fu Rao;Dai Qi;Zheng Guoxing

作者机构：武汉大学电子信息学院湖北武汉430072 鹏城实验室广东深圳518055 澳门大学应用物理及材料工程研究院中国澳门999078 

出 版 物：《光电工程》 (Opto-Electronic Engineering)

年 卷 期：2023年第50卷第8期

页      面：78-89页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFE0205800) 国家自然科学基金项目(12204359,62205252) 湖北省自然科学基金(2022CFB641) 中国博士后科学基金(2022M722448,2022TQ0243) 

主　　题：超表面 转角简并性 近远场复用 空间频率复用 图像显示 

摘      要：超表面可以在亚波长尺度上对光波的偏振、振幅、频率、相位等基本参量进行精确调控。基于此背景,本文提出并实验验证了一种融合空间频率复用和近远场复用的多功能超表面图像显示技术。其中,近远场复用是利用纳米结构的转角简并性将超表面几何相位调控与光波强度调控相融合,基于模拟退火算法实现近场灰度图像与远场全息图像的独立编码;空间频率复用是将两幅图像的不同空间频率成分叠加作为远场全息图像,可以在不同观察位置分别接收到不同的空间频率信息,对应高频图像和低频图像。实验结果表明,通过优化超表面可以同时在不同工作距离实现三幅独立图像(灰度图像、高频图像及低频图像)的显示,这提升了超表面的信息存储容量。本工作将为超表面多功能复用及其在光学加密、光学防伪等领域的应用提供新思路。