反射梯度超表面：偏振无关的光聚焦于法向或倾斜入射

"反射梯度超表面，用于在法向或倾斜入射时聚焦不依赖偏振的光" 这篇研究涉及的是反射梯度超表面（Reflective Gradient Metasurfaces）的应用，这是一种先进的光学材料技术，能够在不依赖光的偏振状态的情况下，实现对光的聚焦。超表面是一种人工结构，由亚波长尺寸的单元组成，这些单元可以调控光的传播特性，如相位、偏振和传播方向等。在这种特定的设计中，超表面由交叉谐振器阵列构成，这些阵列的几何参数（如宽度和长度）具有空间变化，位于一层SiO2和连续的金接地平面之间。 交叉谐振器是超表面的基本构建块，其设计使得它能够提供与偏振无关的性能。这意味着无论入射光的偏振状态如何，超表面都能够保持一致的聚焦效果。这种性能的实现可以通过基于谐振偶极天线的分析模型来理解，该模型解释了单元如何调谐其响应以覆盖完整的2π相位调谐范围。 文章中提到，通过应用径向相位梯度，这种超表面在1.47微米波长下可以作为一个抛物面反射镜，实测效率达到了44%。抛物面形状的相位梯度使得入射光能够集中到一个焦点上，从而实现聚焦。此外，通过精心设计不同建筑元素的平面分布，研究人员还设计并验证了两个额外的聚焦反射器。这两个反射器能够在非正常入射条件下工作，分别在30°和60°的入射角下实现异常反射和聚光。 这项工作展示了反射梯度超表面在光学器件中的潜力，特别是在不需要考虑光偏振情况下的聚焦应用。这样的技术可能对光学通信、成像系统、太阳能收集和光谱学等领域产生重大影响。通过优化设计，可以实现更高效、更灵活的光操控，为未来的光学设备创新提供了新的途径。 参考文献： 1. Ma, Wei, Delin Jia, Xiaomei Yu, Yun Feng, and Yuejin Zhao. "Reflective gradient metasurfaces for polarization-independent light focusing at normal or oblique incidence." Applied Physics Letters 108, no. 7 (2016): 071111. 2. 马伟, 贾德林, 余晓梅, 等. "基于非均匀环形结构的高效率、偏振无关聚焦超表面". 应用物理快报 107, no. 25 (2015): 251107. 3. "A linear-to-circular polarization converter with half transmission and half reflection using a single-layered metamaterial." Applied Physics Letters 105, no. 2 (2014): 021110. 4. "Complementary chiral metasurface with strong broadband optical activity and enhanced transmission." Applied Physics Letters 104, no. 1 (2014): 011108. 5. "Triple-band polarization-independent metamaterial absorber with bandwidth enhancement at X-band." Journal of Applied Physics 114, no. 9 (2013): 094514.