近日，卓越计划高起点新刊《eLight》在线刊发华中科技大学张诚教授团队题目为“Broadband spin and angle co-multiplexed waveguide-based metasurface for six-channel crosstalk-free holographic projection”的研究成果。
超构表面（metasurface）是一类由亚波长结构组成的平面光学元件，能够对局部光场的振幅、相位、偏振态等物理量进行定制化的精准调控。相较于传统全息器件，基于超构表面的全息器件，即超构全息器件在系统尺寸、成像质量、工作带宽以及工作效率等方面展现出独特优势，因此获得了广泛关注。多通道超构全息器件能够通过调控入射光的参量，包括偏振态、波长、入射角以及轨道角动量等，实现不同投影图像的切换，因此具有更大的信息编码容量和更广阔的应用前景。
张诚教授团队利用k空间平移的设计策略，提出了一种基于平板波导的多通道超构全息器件。通过将波导内全反射光携带的相位梯度与超构表面的相位调控叠加，将编码的多个目标图像在k空间的传播波区域和倏逝波区域自由切换，实现了由波导全反射光的偏振态和方位角共同复用的六通道无串扰全息投影成像。
依托通道数量的优势，研究团队又进一步展示了三通道偏振无关的全息成像以及两通道偏振复用的彩色全息成像。该类基于平板波导的全息器件在系统尺寸、工作带宽、通道数量以及串扰消除等方面具有显著优势，因此在AR/VR显示领域具有广阔的应用前景，同时也为信息存储、图像加密、动态显示等应用的发展创造了新的机会。
基于平板波导的六通道无串扰超构全息示意图
基于平板波导的六通道无串扰超构全息实验结果
该工作与密歇根大学安娜堡分校合作完成，张诚教授和L. Jay Guo教授为通讯作者，光电学院博士后刘泽阳为论文第一作者。张新亮教授给予了本工作重要指导。光电学院博士研究生高豪和武汉光电国家研究中心博士研究生刘妞对本工作做出重要贡献。该工作得到国家自然科学基金、博士后科学基金以及武汉市知识创新专项等项目的支持。
论文链接：
https://doi.org/10.1186/s43593-024-00063-9
延伸阅读：
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