偏振复用超表面：多波长多焦点光学调控

"多波长偏振复用多焦点超表面设计了可聚焦红绿蓝三色光的偏振复用超表面器件，利用几何相位原理调整二氧化钛纳米柱的旋转角，实现对入射光场的调控，仅需三种不同尺寸的纳米柱即可达到高偏振转换效率。通过将三色光分别聚焦到同一焦平面的不同位置，基于偏振响应特性实现了焦点位置的可控性。这种超表面器件适用于便携式成像系统、偏振器件和加密信息传输等领域。" 本文主要介绍了一种创新的光学技术——多波长偏振复用多焦点超表面，这是一种基于纳米材料的新型超表面器件。该器件能够同时处理不同波长（红色、绿色和蓝色）的光，并且对不同偏振态的光有不同的响应，从而实现了光的复用与解复用。设计的核心是利用二氧化钛纳米柱的几何相位原理，通过改变纳米柱的旋转角度来调控入射光的传播路径和相位，进而实现对光场的精细控制。 具体来说，这种超表面器件使用了三种不同尺寸的纳米柱，这三种纳米柱对应不同的波长，使得红绿蓝三色光能够在同一平面内聚焦，但焦点位置各异。这种独特的偏振响应特性使得可以通过选择特定的偏振状态来选择性地聚焦到不同位置，从而达到多焦点的效果。这一特性对于光学信息处理和成像系统有重大意义，尤其是在小型化和集成化的光学设备中，可以极大地节省空间并提高系统的复杂性。 此外，该超表面器件的偏振复用功能使其在加密信息传输中有潜在的应用价值。由于不同偏振状态的光可以独立处理，因此可以通过偏振编码来传输和接收加密信息，增加了信息安全的层次。 文章的关键词包括“材料”、“超表面”、“可见光”、“偏振复用”和“亚波长结构”，表明研究涵盖了材料科学、纳米光学和信息处理等多个领域。文中提到的中图分类号O436和文献标志码A，表示这是属于光学领域的学术研究，具有较高的科研价值。 多波长偏振复用多焦点超表面是一种结合了纳米材料、偏振特性和多焦点控制的先进技术，有望推动光学器件的小型化和多功能化，特别是在便携式成像系统、偏振控制和信息安全等应用中展现出广阔的应用前景。