武汉大学李仲阳/时阳阳团队在片上超构光学领域取得新进展

（通讯员电信轩）近日，武汉大学电子信息学院教授李仲阳课题组（Nanophotonics & Emerging Application Laboratory, NEAL）在光学领域期刊《光：科学与应用》（Light: Science & Applications）上发表了片上超构表面光场操控研究的最新成果。论文题为“On-Chip Nonlocal Metasurface for Color Router: Conquering Efficiency-Loss from Spatial-Multiplexing”（《基于片上非局域超构表面的颜色路由器：克服空间复用带来的效率损失》），电子信息学院博士后时阳阳（已获“博士后创新人才支持计划”资助）为论文第一作者，李仲阳为通讯作者，武汉大学为第一单位。

该研究工作围绕片上超构表面展开，其作为操控面内光场的紧凑平台，已成为近年来的重要发展方向。研究团队提出了一种基于对称性破缺准连续域束缚态（q-BIC）模式设计的片上非局域超构表面颜色路由器，通过精确设计具有可控尺寸与不对称性的片上双原子对，实现了对耦出光波提取强度与窄带光谱选择性的同步调制，如图1所示。值得强调的是，片上超构表面天然适合通过“水平级联”的方式实现多波长通道复用，与传统依赖空间复用的光路由方案相比，该策略可显著降低能量利用效率的损失。形象地说，可将导波光比作管道中的水流：沿管道布置多个支流，每个支路仅提取所需部分，其余能量仍可继续传输，从而避免空间复用引起的不必要浪费。研究所提出的片上超构表面颜色路由器凭借其小型化集成的潜力，可为多路复用信息路由、智能集成光子系统以及下一代可穿戴显示等应用提供新的技术路径。

图1.（a）片上水平级联不同双原子阵列实现颜色路由的概念示意图；

（b-c）传统自由空间中的空间复用型和所提出片上级联复用型颜色路由器的对比示意

该研究工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金及中央高校基本科研业务费专项资金等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41377-025-02146-9

（供图：电子信息学院 编辑：赵冀帆）