近期，中國科學院上海光學精密機械研究所司徒國海團隊聯(lián)合上海瑞立柯信息技術(shù)有限公司共同研發(fā)的超表面液晶空間光調(diào)制器項目取得重要進展。研究團隊積極研發(fā)超表面與液晶空間光調(diào)制器相結(jié)合的工藝，制作出超表面液晶空間光調(diào)制器并成功實現(xiàn)點亮。上海光機所團隊主導該項研究，現(xiàn)已完成了相關(guān)理論、模擬仿真和專利申請等。
超表面是一種新型的波前調(diào)制器件。它是由人工設(shè)計的納米天線陣列組合而成，通過設(shè)計特殊的微結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對電磁波的波前調(diào)制。具有集成度高，像元小的優(yōu)勢。當前的超表面器件存在一個巨大的瓶頸，那就是可重構(gòu)特性，超表面一旦制作完成，功能就固定下來，不能用于動態(tài)調(diào)制。
本項研究通過創(chuàng)新性的設(shè)計實現(xiàn)了動態(tài)響應超表面器件。研究團隊經(jīng)過理論計算、模擬仿真，加工探索后在太赫茲波段制備了振幅型超表面空間光調(diào)制器并成功點亮。該器件具備以下特點：1)純電控操作，體積小，集成度高；2）集成了超過一萬的像元數(shù)，均可獨立控制，空間帶寬積高；3）像元尺寸在亞波長級別；4）液晶層厚度薄，調(diào)制速度快；5)振幅可連續(xù)調(diào)節(jié)。
下一步，研究團隊和上海瑞立柯信息技術(shù)有限公司工程化團隊深入研究，進一步解決在制備、測試中出現(xiàn)的技術(shù)和工藝問題，制作出效果更佳，性能更穩(wěn)定的器件，并積極推動該器件的實用化。
相關(guān)工作得到國家自然科學基金委的支持。
圖1 超表面液晶空間光調(diào)制器液晶屏
圖2 液晶屏幕點亮前后。圖A:液晶屏點亮前；圖B：液晶屏點亮后
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