偏振分析全息图示例。激光照射时，超表面全息图实现了一个远场，其中光是根据其入射偏振状态定向的。
多年前，美国哈佛大学约翰A·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）的研究人员设计出了超表面，它能根据光的偏振状态操纵光。这项研究对偏振技术的发展起到了重要推动作用。然而，超表面技术远比已有认知更为强大。
phys.org网站当地时间8月14日报道，SEAS的研究人员在超表面中发现了隐藏电位，并设计了一种光学设备，以前所未有的控制程度操控光的偏振状态。相关研究成果刊登在《科学进展》杂志中。研究人员Federico Capasso说：“我们的研究表明，全息图像之间的切换能力不必局限于两种偏振态。新型超表面可以编码无限数量的全息图像，或者基于多种偏振态在几乎无限多的方向上操纵光。”
研究人员表示，这种借助超表面控制偏振光的新方法，在成像、显微镜和天文学等多个领域具有潜在应用价值。研究人员Noah Rubin说：“新方法具有普适性，可以应用于几乎所有使用偏振光的光学系统。具体而言，这表明超表面能够适应新型激光系统，而这种激光系统可根据光的偏振状态来设计输出光。这种超表面甚至还能用于望远镜系统。目前，类似的光学系统已经用于探测类地系外行星。”研究人员Aun Zaidi补充：“全息摄影一直是一种颇受欢迎的记录和显示信息的技术。我们采用了全息摄影的基本原理，并使之拓展，极大地扩充了它的信息容量。”
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编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：陈之涵
期刊来源：《科学进展》
期刊编号：2375-2548
原文链接：https://phys.org/news/2021-08-metasurfaces-polarized.html
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