《光电进展》最新发表的文章; DOI 10.29026/oea.2024.240076，探讨了如何生成具有完整极化集的自旋控制的随机交错等离子体超表面。
光学超表面是由精心设计的二维人工纳米结构构成的，这些结构由超薄的人造原子阵列组成，具备超越自然材料的能力，从而实现电磁波的多功能控制。通过调整这些人造原子的形状、大小、旋转和位置，光学超表面能够精确操控亚波长空间分辨率的电磁波，展现出在光子学领域的巨大应用潜力。
在众多应用中，光学超表面在偏振态控制方面的研究尤为广泛。偏振编码多功能超表面的进展标志着光学技术的重大突破，使得更丰富的功能能够集成到单一超表面中。这种极化编码的集成是通过创新的人造原子设计和不同超表面区域的巧妙交织实现的，预示着光子学的新时代。元表面作为多种光学应用的多功能平台，体现了向更加集成和动态可控的光学元件发展的趋势。
尽管在偏振态控制方面取得了显著进展，但目前大多数超表面仍然仅能生成有限数量通道上的特定偏振态。关于在多个通道上可控地产生完整偏振态的方法（例如，左手和右手圆偏振光，以及不同方向的线偏振光），以及在不同通道内实现可切换偏振态的技术，目前的报道仍然较少。
为了解决这些问题，本文作者提出了一种反射金-硅-金等离子体超表面。这种创新设计包含六个随机交错的超表面区域，每个区域能够同时以不同的反射角输出和收集不同的偏振态。这种设计方法使得可以多向控制所有偏振通道，并通过切换入射圆偏振光的自旋状态来改变输出通道的偏振状态。
该设计包括一个纳米砖形状的半波片和四个纳米十字形状的四分之一波片。半波片能够将左手圆偏振光转换为右手圆偏振光，反之亦然。通过以45°的增量旋转半波片，产生几何相位梯度，从而分离与入射圆偏振光相同偏振态的光的反射角。四分之一波片在一定角度旋转后，可以将入射圆偏振光转换为不同角度的线偏振光。这些板提供线性相位梯度，将圆偏振光转换为0°、45°、90°和135°方向的线偏振光，并以不同角度反射。
通过将这些纳米板集成并设计成不同的旋转角度，超表面能够在多个通道上同时输出完整的偏振态。研究人员利用南丹麦大学纳米光学中心的先进微纳米制造和表征平台，实验验证了他们的超表面设计。
该研究标志着偏振光学领域的重大进展，为开发紧凑、高效、强大的光学器件铺平了道路。这些纳米波片的独特特性为成像、传感、通信及其他先进光学技术的应用开辟了新的可能性。这项技术的潜在影响巨大，为实现可动态控制的复杂光学系统提供了光明的前景，从而提升了不同学科光学元件的多功能性和性能。
关键词: 等离子体超表面 / 随机交错 / 多向波束导向 / 自旋控制 / 全极化产生
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希望本篇文章《自旋调控的等离子体超表面极化集合》能对你有所帮助！
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