近日，复旦大学周磊教授、孙树林研究员、何琼副教授，与天津大学教授团队合作，在超构表面调控光学近场方面取得了重要的研究进展，设计并制备的超构表面可在不同手性圆偏振光照射下高效率激发近场表面波并对其波前实现多功能调控，实现了将三维远场光高效率耦合为两维近场表面波并对其光场分布进行任意调控。

图1 超构表面近场调控示意图。（a，b）不同器件分别实现表面波激发和波前调控；（c）单个超构表面实现手性调控的高效多功能近场激发及波前调控。

该方法为超构表面走向未来高效率、高集成光学应用提供了思路，如图1所示。其设计原理为通过精准设计超构表面在两维方向的相位梯度，保证提供的总波矢大于入射电磁波的总波矢来实现传输波到表面波的激发；通过特殊设计保证超构表面不同位置处激发出表面波的相位分布具有特定的分布形貌，使得出射表面波可以具有任意预设的波阵面形貌；结合共振相位和几何相位两种机制，在同一块超构表面上集成两套完全不同的两维相位分布，在不同手性电磁波激发下实现两种独立的近场表面波波前形貌。

基于该项研究成果，人们借助单个超构表面器件就可以实现高效率表面波激发及其波前调控，这对未来集成光子学应用具有重要意义，实现了对近场光学环境的灵活自由的调控能力，为增强光与物质相互作用提供了理想的高效率集成化平台。

文章来源：两江科技评论

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