“光頻完美異常反射器”入選光學十大進展

　　4月20日，在2023中國光學十大進展高峰論壇上，“2022中國光學十大進展”發布并舉行頒獎典禮。同濟大學物理科學與工程學院王占山和程鑫彬團隊聯合復旦大學物理學系周磊團隊的科研成果“光頻完美異常反射器”，入選“2022中國光學十大進展”（應用研究類）。

光頻完美異常反射器入選。同濟大學供圖

　　該研究團隊提出一維多層膜結合二維超表面的準三維亞波長新結構，通過傳輸波和布洛赫波的高效耦合增強非局域能流調控能力，首次實現了效率優于99%的光頻異常反射。

　　將光反射到預定的非鏡面反射方向是超表面的一項重要能力，也是許多實際應用的基礎，如超透鏡、光譜儀、激光雷達等。受限于非局域調控能力不足，光學超表面的異常反射效率低于80%，難以滿足激光領域效率優于99%的需求，亟待突破異常偏折效率的科學認識，創新調控方法，獲得光頻完美異常偏折器件。鑒于此，研究團隊從完美異常反射的物理要求出發，首先闡明了完美異常反射所需要的能流分布形式，提出了一維多層膜結合二維超表面的準三維亞波長新結構，通過準三維結構內傳輸波和布洛赫波的高效耦合，增強了多重散射并提高了非局域能流調控能力，在1550納米實現了國際上效率最高的、效率優于99%的光頻異常反射。

左圖：準三維亞波長結構。右圖：完美異常反射原理。同濟大學供圖

　　該工作以光學超表面實用化的需求為導向，解決了“效率低”這個限制其走向應用的“卡脖子”問題，研究成果有望推動新型波束掃描系統等儀器裝備的發展。