超表面材料是二维分布的亚波长结构阵列,可对光波的相位、振幅和光强进行有效调控。超表面的光学响应通常依赖于色散和偏振,因此,研发利用波长和偏振特性的信息复用系统成为可能。然而,大部分超表面复用技术只在空间域内实现。该研究通过实验验证了一种空频复用的硅基超表面芯片,将两张完全不同的全息图片在高、低空间频率上重叠并记录在同一个硅基超表面芯片上,这两幅全息图片可采用两个数字高斯滤波器进行分离。实验还通过超表面纳米印验证了空频复用技术,对一副由两张图片叠加的图片实现了高保真度的解复用。
相关研究成果以Spatial Frequency Multiplexed metaHolography and meta-Nanoprinting 为题发表于国际期刊ACS Nano 13(8) 2019。
图1 超表面空间频率复用技术示意图和测试结果
图2 基于纳米砖结构的硅基超表面电镜图