研究揭示了用于先进全息和衍射的双功能准晶体超表面

北京理工大学的研究人员已经开发出一种新的准晶体超表面，可以同时产生全息图像和衍射图案。

由黄玲玲博士领导的这项研究提出了一种新型的表面，由一种特殊的、不重复的模式排列的微小结构组成，称为彭罗斯瓷砖。这种独特的图案允许表面同时执行两种不同的功能：创造清晰的全息图像和产生独特的光模式。该设计结合了不寻常的准晶体排列和先进的技术来实现这双重功能。从本质上讲，这种新的表面可以投射精确的3D图像，同时也显示不同的光模式。

“准晶体具有独特的性质和衍射模式，”黄博士解释说，“通过将这些特性与超表面相结合，我们为全息显示和光开关的应用创造了新的可能性。”

该研究强调了超表面通过元原子的排列来调制相位和振幅的能力。该设计抑制了远场零衍射阶，提高了全息图像的清晰度和效率。该研究还展示了超表面的宽带特性，表明其在各种频率上的应用潜力。

该团队的实验装置显示了准晶体超表面在预定义距离上重建高质量全息图像的能力，同时产生复杂的衍射图案。仿真和实验结果验证了该超表面的性能和效率，为光开关、全息显示、光学加密及防伪等应用开拓道路。

来源：eLight Journal

这是准晶体超表面实现这种双功能的第一次演示，该方法促进了对准晶体排列的理解，并在光学技术中开辟了新的应用。这项技术的潜在应用是巨大的。

Xu, C., Zhao, R., Zhang, X. et al. Quasicrystal metasurface for dual functionality of holography and diffraction generation. eLight 4, 9 (2024). https://doi.org/10.1186/s43593-024-00065-7