Metasurfaces styrer polariseret lys efter behag

Årevis, forskere ved Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) har konstrueret metasurfaces til at manipulere lys baseret på dets polarisationstilstand. Denne forskning har bidraget til fremskridt inden for polarisationsteknologi - men metasurface-teknologi har vist sig mere kraftfuld, end selv forskerne selv var klar over.

Nu, forskere har afdækket skjult potentiale i disse metasurfaces og, i et nyt blad, demonstrerede optiske enheder, der manipulerer lysets polarisationstilstand med en hidtil uset grad af kontrol.

"Denne forskning viser, at evnen til at skifte mellem holografiske billeder, der ikke behøver at være begrænset til kun to polarisationstilstande, sagde Federico Capasso, Robert L. Wallace -professor i anvendt fysik og Vinton Hayes Senior Research Fellow i elektroteknik ved SEAS og seniorforfatter af papiret. "Vores nye metasurface kan kode et ubegrænset antal holografiske billeder eller manipulere lys i praktisk talt et uendeligt antal retninger baseret på et meget stort antal polarisationstilstande."

Forskningen, udgivet i Videnskabens fremskridt , demonstrerer en ny måde at kontrollere polariseret lys med metaoverflader. Denne nye tilgang – hvor forskerne kan konstruere et holografisk billede med en polarisationsjusterbar respons på tværs af selve billedet – kunne føre til anvendelser på forskellige områder, herunder billeddannelse, mikroskoper, skærme, og endda astronomi.

"Denne fremgang er generel og kan anvendes på næsten enhver form for optisk system, der bruger polariseret lys, " sagde Noah Rubin, en postdoc ved SEAS og førsteforfatter til papiret. "Specielt, dette tyder på, at metasurfaces kunne bruges i nye typer lasersystemer, hvis udgangslys kunne konstrueres baseret på lysets polarisationstilstand, eller måske endda i teleskopsystemer, hvor lignende typer optik allerede bruges til at hjælpe med påvisning af jordlignende eksoplaneter. "

"Holografi har altid været en populær teknik til at optage og vise information, " sagde Aun Zaidi, en kandidatstuderende ved SEAS og medforfatter på papiret. "Vi har taget et grundlæggende princip for holografi og generaliseret det på en måde, der i høj grad udvider informationskapaciteten af ​​denne ret gamle teknik."

Næste, forskerne sigter mod at forstå disse enheder bedre, herunder hvordan de kunne bruges i virkelige applikationer.