Учёные создали ультратонкую метаповерхность для независимого управления светом с разной поляризацией

Исследователи из Нанкинского университета под руководством профессоров Ицзюнь Фэна и Кэ Чэня представили новый метод управления светом. Их работа, опубликованная в журнале PhotoniX, описывает создание однослойной метаповерхности, способной независимо и без хроматических аберраций управлять светом с двумя разными спиновыми состояниями (правой и левой круговой поляризацией).

Хроматические аберрации, искажающие изображение в широком диапазоне длин волн, являются серьёзной проблемой для современной оптики. Команда объединила два типа геометрических фаз — Ааронова-Анандана (AA) и Панчаратнама-Берри (PB) — в рамках подхода «гибридно-фазового кооперативного инжиниринга дисперсии». Это позволило «разблокировать» спины и независимо настраивать фазовую задержку и групповую задержку для каждого из них в одном компактном устройстве.

Экспериментально технология была продемонстрирована в диапазоне 8–12 ГГц на примере ахроматических отклонятелей луча и металлинз. Металлинзы фокусировали свет с правой и левой круговой поляризацией в разные точки без искажений в широкой полосе частот. Также были представлены рабочие проекты для терагерцового диапазона (0,8–1,2 ТГц), что подтверждает универсальность метода.

Это достижение открывает путь к созданию компактных многоканальных оптических систем для полноцветной визуализации, мультиспектрального зондирования и интегральной фотоники. В будущем метод может быть адаптирован для видимого диапазона, а для оптимизации устройств планируется использовать методы обратного проектирования, включая генетические алгоритмы и глубокое обучение.