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超强激光科学卓越创新简报

(第二百五十二期)

2022年2月18日

上海光机所与合作单位在超表面液晶空间光调制器的点亮方面取得重要进展

　　近期，中国科学院上海光学精密机械研究所司徒国海团队联合上海瑞立柯信息技术有限公司共同研发的超表面液晶空间光调制器项目取得重要进展。研究团队积极研发超表面与液晶空间光调制器相结合的工艺，制作出超表面液晶空间光调制器并成功实现点亮。上海光机所团队主导该项研究，现已完成了相关理论、模拟仿真和专利申请等。

　　超表面是一种新型的波前调制器件。它是由人工设计的纳米天线阵列组合而成，通过设计特殊的微结构实现对电磁波的波前调制。具有集成度高，像元小的优势。当前的超表面器件存在一个巨大的瓶颈，那就是可重构特性，超表面一旦制作完成，功能就固定下来，不能用于动态调制。

　　本项研究通过创新性的设计实现了动态响应超表面器件。研究团队经过理论计算、模拟仿真，加工探索后在太赫兹波段制备了振幅型超表面空间光调制器并成功点亮。该器件具备以下特点：1)纯电控操作，体积小，集成度高；2）集成了超过一万的像元数，均可独立控制，空间带宽积高；3）像元尺寸在亚波长级别；4）液晶层厚度薄，调制速度快；5)振幅可连续调节。

　　下一步，研究团队和上海瑞立柯信息技术有限公司工程化团队深入研究，进一步解决在制备、测试中出现的技术和工艺问题，制作出效果更佳，性能更稳定的器件，并积极推动该器件的实用化。

　　相关工作得到国家自然科学基金委的支持。

图1 超表面液晶空间光调制器液晶屏

图2 液晶屏幕点亮前后。图A:液晶屏点亮前；图B：液晶屏点亮后

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