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◈ 新一代信息技术科研进展

南京大学突破光学超构表面偏振复用容量极限

完成机构
研究领域
发表期刊
发布时间
2023-01-20

💡这项突破是什么?

图3. 偏振复用容量的新极限的理论结果和实验验证。

(图3B中标尺大小为50微米,图3C中为400纳米。)

值得提到的是,该种新原理偏振复用能够兼容其他多种复用技术(如空间复用,角动量复用等),进一步提升信息传输和存储的容量。作为示例,研究团队将偏振复用与空间位置复用结合,理论设计了具有9重线偏振通道的超构表面,同时每个偏振通道中都会在不同空间位置处产生4幅独立的全息图像;实验上最终利用单一超构表面(大小仅为0.33mm × 0.33mm)在可见光波段产生出36重独立的全息图像,构建出光学全息键盘图案(图4)。

图4. 光学全息键盘图案的实验实现。

(图4A中标尺大小为50微米,图4B中为400纳米。)

众所周知,噪声在科学和工程领域通常是有害无益却又不可避免的。但是,该项工作通过创新性地人为引入光学响应噪声调控,成功突破了光学超构表面偏振复用的容量极限,为发展高容量光学显示、信息加密、数据存储等提供了新的范式,结合其它复用技术(比如空间复用、角动量复用、波长复用等)可以进一步提高多功能复用容量,可望应用于光通信和互联、光计算、光传感与探测、AR/VR技术等众多领域。

此项工作由南京大学和美国东北大学合作完成,南京大学为第一单位。南京大学熊波博士、博士生刘雨和美国东北大学博士生徐亦豪为论文的第一作者;南京大学彭茹雯教授、王牧教授和美国东北大学刘咏民教授为论文的通讯作者;该工作的合作者还包括美国东北大学博士生邓林和南京大学赖耘教授、王嘉楠博士和硕士生陈超为。该项研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金委等资助,同时也得到南京大学物理学院、固体微结构物理国家重点实验室、人工微结构科学与技术协同创新中心等支持。