Twist-enabled Transmissive Metasurface with Co-polarized Geometric Phase
提出一种通过局部扭转角实现同极化透射几何相位的宽带超表面，覆盖2π相位并保持圆偏振，实验验证了任意轨道角动量的宽带生成，为紧凑光学器件提供新方法。
2025-05-26 physics.optics
Metasurface-enabled compact, single-shot and complete Mueller matrix imaging
本研究利用两个超表面构建紧凑单次穆勒矩阵成像系统，实现无移动部件获取全部十六个偏振分量，助力实时医学成像、材料表征、机器视觉与目标检测。
2023-05-15 physics.optics
Arbitrary beam control using passive lossless metasurfaces enabled by orthogonally-polarized custom surface waves
针对被动无损不可穿透超颖表面，提出了一种用于接收、引导和发射任意波束控制的设计技术。任意控制由正交偏振的定制表面波实现，使得其对入射（输入）和期望的散射（输出）场的添加由反射表面上各处的电抗性表面阻抗支持。这样的定制表面波（SW）采取具有空间变化包络的沿表面传播的倏逝波的形式。当接收到照明光束时，出现生长SW。当沿表面引导功率时，SW振幅保持恒定。当传播波（PW）作为漏波从表面发射时，振幅减小。所得到的电抗张量阻抗分布可以被实现为印刷在接地电介质基板上的各向异性金属谐振器的阵列。说明性的设计例子的高斯光束的平移反射器，探针馈光束发射器，和近场聚焦透镜。
2018-01-30 physics.optics
Novel functionalities enabled by asymmetric reconfiguration in VO2-dielectric metasurfaces
Nanophotonics Technology Center, Universitat Politècnica de València（瓦伦西亚理工大学纳米光子技术中心）；Department of Materials Engineering, KU Leuven（荷语鲁汶大学材料工程系）
本文提出利用热可调硅-VO2超表面动态重构双各向异性，实现透射功率限制、非对称反射等定向功能，为多功能自适应光子超表面提供新自由度。
2026-10-06 physics.optics
Light-controlled multi-phase structuring of perovskite crystal enabled by thermoplasmonic metasurface
卤化物钙钛矿属于半导体材料的重要家族，具有独特的电子特性，能够实现无数的应用，特别是在光电子学和光电子学中。它们的光学性质，包括光致发光量子产率，受到影响，并显着增强在晶体缺陷的对称性被打破，态密度增加。这些晶格畸变可以通过结构相变引入，允许电荷梯度出现在相结构之间的界面附近。在这项工作中，我们展示了在单个钙钛矿晶体中的受控多相结构。该概念使用铯铅溴（CsPbBr 3）放置在热等离子体TiN/Si超颖表面上，并使单相，两相和三相结构能够在室温以上按需形成。这种方法开辟了具有独特的电子和增强的光学特性的动态控制异质结构的应用前景。
2023-01-12 physics.optics
Arbitrary Polarization Generation in Magneto-optical Metasurfaces Enabled by Bound States in the Continuum
Keio University（庆应义塾大学）；The University of Tokyo（东京大学）
通过磁光超材料和外部磁场调控，实现垂直辐射下任意偏振态的连续生成，无需结构修改。
2026-03-12 physics.optics
Robust enhancement of high-harmonic generation from all-dielectric metasurfaces enabled by polarization-insensitive bound states in the continuum
新兴的全电介质平台表现出高质量（$Q$）共振，其由驱动高效非线性光学过程的连续体（BIC）中的束缚态物理所支配。在这里，我们展示了强大的增强三次谐波（THG）和五次谐波产生（FHG）从由四个硅纳米盘组成的全介电超颖表面。通过对称性破缺，真正的BIC转变为具有紧密场约束的高$Q$准BIC共振，以使用1 GW/cm $^{2}$的中等泵浦强度来实现$3.9\times10^{-4}$ W $^{-2}$的创纪录的高THG效率和$4.8\times10^{-10}$ W $^{-4}$的FHG效率。此外，准BIC和共振增强谐波表现出偏振不敏感的特性，由于特殊的$C_{4}$排列的元原子。我们的研究结果为智能设计高效、鲁棒的非线性纳米光子器件提供了思路。
2022-03-27 physics.optics
Efficient Lasing in MoS$_2$/WSe$_2$-Based Metasurfaces Enabled by Quasi-Dark Magnetic Dipole Resonance
本文提出将强共振光学超表面与 MoS$_2$/WSe$_2$ 异质双层结合，利用准束缚态中的垂直磁偶极共振实现约 $6~\mathrm{kW/cm^2}$ 的超低激射阈值，并引入时域耦合模式理论为高性能超薄发光表面的设计与研究提供高效准确方法。
2025-10-13 physics.optics
One-sided destructive quantum interference from an exceptional point-enabled metasurface
提出了基于非厄米特超颖表面的单边量子干涉的概念，通过设计具有非厄米特例外点的双各向异性超颖表面，证明了量子干涉只能存在于一侧而不能存在于另一侧.这是经典光学中单向零反射的量子继承，通过特制的超颖表面可以进一步控制单向干涉。在两个光子同时从不同侧面进入超颖表面的情况下，在具有反射的侧面上仅输出一个光子的概率可以被修改为零，作为单侧相消量子干涉，而另一侧上的输出没有干涉。我们设计了所需的双各向异性超颖表面，并数值模拟了所提出的效果。非厄米双各向异性超颖表面在调谐双光子量子干涉方面提供了更多的自由度，与著名的Hong-Ou-Mandel效应平行。
2021-06-28 physics.optics quant-ph
High-Q nanophotonics over the full visible spectrum enabled by hexagonal boron nitride metasurfaces
迄今为止，具有高品质（Q）因子的全介质光学超颖表面由于缺乏在整个可见光谱上同时无损和高折射率（RI）的材料而受到阻碍。为了实现宽的光谱覆盖，由于带隙能量（以及因此的光学损耗）和RI之间的逆相关性，低折射率材料的使用实际上是不可避免的。然而，对于米氏共振光子学，较小的RI与降低的Q因子和模式体积限制相关联。在这项工作中，我们利用连续谱中的破缺束缚态（BIC）来有效地抑制低折射率（n~2）范德华材料六方氮化硼（hBN）的辐射损耗，实现在整个可见光谱范围内具有高Q共振的超颖表面。特别是，我们分析了低和高RI材料作为谐振器组件的合理使用，并利用我们的见解，实验证明尖锐的BIC谐振与Q因子超过300，跨越400 nm和1000 nm之间的波长从一个单一的hBN薄片。此外，我们利用增强的电近场演示二次谐波产生（SHG）的增强因子超过102。我们的研究结果提供了一个理论和实验框架的实施低RI材料作为光子介质的超光学。
2022-10-20 physics.optics
Metasurface-Enabled Astronomical Polarimetry
本文提出首个由超表面偏振分析光栅驱动的太阳成像超表面偏振仪SIMPol，在460.7 nm附近实现快照成像偏振测量，并成功观测到Fe I和Sr I谱线的塞曼偏振特征，验证了超表面光学在天文仪器中的实际应用价值。
2025-06-06 astro-ph.IM physics.optics
Gigahertz modulation of a fully dielectric nonlocal metasurface
针对非局域超表面难以快速高效调谐的问题，本文提出利用片上压电换能器激发机械波并通过光机械耦合实现全介质非局域超表面的吉赫兹调制，且超表面无导电材料、无光损耗。
2023-08-30 physics.optics
Narrowband-to-broadband switchable and polarization-insensitive terahertz metasurface absorber enabled by phase-change material
Yeungnam University（荣州大学）
本文提出一种基于vanadium dioxide的可切换带宽和偏振不敏感的太赫兹元表面吸收体，通过有限元模拟验证其性能，展示了通过控制相变材料实现带宽和吸收率调节的能力。
2026-05-07 physics.optics
Photonic Neuromorphic Computing enabled by a BIC Metasurface
Harbin Institute of Technology, Shenzhen（哈尔滨工业大学（深圳））；Pengcheng Laboratory（鹏城实验室）；Quantum Science Center of Guangdong-Hongkong Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）；Shanxi University（山西大学）；Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）
本研究提出了一种基于BIC超材料的光子递归网络，实现了脑启发的时空信息处理，通过光子-物质相互作用实现了高效能的神经形态计算。
2026-02-26 physics.optics
Mid-IR Light Modulators Enabled by Dynamically Tunable Ultra High-Q Silicon Membrane Metasurfaces
本文提出动态可调的单晶硅膜超表面中红外调制器，实现高达3000的Q因子，并支持电热与全光两种高速调制方案。
2025-09-27 physics.optics
Near-field optical mode engineering-enabled freeform nonlocal metasurfaces
本文提出一种逆向设计框架，通过优化近场分布调控米氏模式，实现自由形态非局域超表面的多功能模式工程，并实验验证了多波长和手性超表面，适用于高品质因数平台。
2025-06-18 physics.app-ph physics.optics
Metasurface-Enabled Interference Suppression at Visible-Light Communications
除了照明之外，光还可以用于无线信息传输;这是可见光通信（VLC）背后的关键思想，可见光通信是当今的颠覆性技术之一。它将超短波长带来的极高数据速率与小距离带来的巨大可靠性和安全性相结合;然而，在多链路配置中，它会受到相邻光源的干扰。在这篇手稿中，我们研究了一对发光二极管（LED）相互干扰，并提出了一个简单的纳米缝超颖表面，从根本上增加了发射光束的方向性。结果，报告了信号干扰比的几个数量级的增强。所考虑的通用设置保留其有益的功能，在现实的设计缺陷的存在下，因此，可能会激发标准化的努力，通过VLC在下一代异构通信网络。
2019-04-18 eess.SP physics.optics
Metasurface-Enabled On-Chip Multiplexed Diffractive Neural Networks in the Visible
用光子取代电子是实现光速、高度并行和低功耗人工智能计算的一条引人注目的途径。最近，全光学衍射神经深度神经网络已经被证明。然而，现有的架构通常包括庞大的组件，最关键的是，它们无法模仿人脑进行多任务处理。在这里，我们展示了一个基于元表面设备的多技能衍射神经网络，它可以在可见光中以光速执行片上多通道传感和多任务处理。超表面与互补金属氧化物半导体成像传感器集成。亚波长纳米结构的偏振复用方案被应用于构建一个多通道分类器框架，用于同时识别数字和时尚物品。人工神经元的面密度可以达到6.25 × 106/mm ~ 2乘以通道数。我们的平台为机器视觉、自动驾驶和精密医疗应用提供了具有全光学片上传感和计算的集成解决方案。
2021-07-13 eess.SP physics.optics
Chip-scale sub-Doppler atomic spectroscopy enabled by a metasurface integrated photonic emitter
本研究展示了一种集成光纤耦合的光子-超表面器件，实现了芯片级亚多普勒光谱学，通过高效发射准直光束并耦合反射光，无需对准，并提出了模型解释铷原子光谱特征。
2024-06-11 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
Perfect Plane-Wave to Surface-Wave Coupler Enabled Teleporting Conformal Metasurfaces
本研究提出一种无源无损耗共形超表面设计技术，通过伴随变量法优化阻抗片，实现平面波到表面波的完美转换及场的空间瞬移，可应用于通信、能量收集等多领域。
2023-06-16 physics.app-ph physics.optics
Noncommutative metasurfaces enabled diverse quantum path entanglement of structured photons
该研究提出利用非对易超表面与纠缠光子相互作用，实现并可切换结构光子在不同高阶庞加莱球上的多样化量子路径纠缠。
2025-02-16 physics.optics quant-ph
Metasurface-enabled quantum holograms with hybrid entanglement
利用超表面生成偏振-全息混合纠缠态，通过坍缩闲置光子偏振实现全息内容的选择性擦除，构建量子全息图，用于增强鲁棒性的量子通信和防伪应用。
2024-08-20 physics.optics quant-ph
Pixelated high-Q metasurfaces for in-situ biospectroscopy and AI-enabled classification of lipid membrane photoswitching dynamics
本研究结合像素化高Q值超表面、光流控与深度学习，构建集成平台，实现脂质膜光开关动力学的原位时间分辨光谱及98%准确率的实时构象分类。
2023-08-29 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Polaritonic Chemistry Enabled by Non-Local Metasurfaces
本文提出用非局域超表面替代 Fabry-Perot 腔实现振动强耦合，并通过表面晶格共振将对硝基苯乙酸酯的溶剂解速率提高 2.7 倍，为极化激元化学提供了免对准、可大面积应用的新平台。
2024-02-23 physics.chem-ph physics.optics
Fast Design of Plasmonic Metasurfaces Enabled by Deep Learning
超颖表面是一个新兴的领域，它能够通过由亚波长天线组成的超薄结构来操纵光，并满足小型化光学元件的重要要求。为元表面找到新的设计或为期望的功能优化现有设计是计算上昂贵且耗时的过程，因为它基于反复试验和错误的过程。我们提出了一个深度学习（DL）架构称为双向自动编码器的纳米光子元表面设计通过模板搜索方法。与早期基于DL的方法相比，我们的方法在多个元表面拓扑结构的空间中进行优化，而不是仅仅一个，以解决逆向设计的一对多映射问题。我们使用我们的DL模型演示了元表面设计的几何和参数空间库（GPSL）及其相应光学响应的创建。该GPSL充当用于优化的通用设计和响应空间。作为一个应用实例，我们使用我们的方法来设计一个多波段的间隙等离子体激元的半波片超颖表面。通过这个例子，我们展示了我们的技术在解决常见的逆设计的非唯一性问题的力量。我们的网络适当地收敛到多个元表面拓扑结构，以获得所需的光学响应，并且在所需的光学响应和所搜索的拓扑结构的光学响应之间具有低的平均绝对误差。我们所提出的技术将能够快速，准确地设计和优化各种不同功能的元表面。
2020-10-03 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Nonlinear and Ultrafast All-Dielectric Metasurfaces at the Center for Integrated Nanotechnologies
超表面通过在表面上布置的纳米级谐振器阵列来控制光学波前。当与具有强光学非线性的III-V族半导体结合时，可以在纳米尺度上实现和增强各种非线性效应，例如谐波产生和全光调制。这篇综述介绍了我们在集成纳米技术中心（CINT）制造的超快和非线性半导体超颖表面中的工程和增强非线性效应的研究。我们涵盖了我们最近的工作，通过直接和级联过程中的GaAs超颖表面使用米氏光学共振或连续介质保护的束缚态的参数产生谐波光，然后描述了最近的进展，谐波产生耦合到III-V族半导体异质结的子带间跃迁的全介质超颖表面。该评论的结论是超颖表面作为芯片上量子光产生的下一个平台的潜力。
2022-05-26 physics.optics
Asymmetric parametric generation of images with nonlinear dielectric metasurfaces
组装到超颖表面中的亚波长介质谐振器已经成为接近纳米级的光学元件的多功能工具。一类重要的超颖表面功能与光的产生和传输中相对于发射器和接收器的位置的反转的不对称性相关联。超颖表面中的非线性光-物质相互作用为光的非对称控制提供了一条有前途的途径。在这里，我们展示了非线性超颖表面中光的非对称参数产生。我们将不同的非线性介质谐振器组装成半透明的超表面，这些超表面在可见光谱范围内产生图像，并被红外辐射照射。通过设计，对于相反的照射方向，即当红外发射器和可见光接收器的位置交换时，超表面产生不同的且完全独立的图像。通过亚波长谐振器实现的光的非线性非对称控制通过将大量非线性谐振器密集集成到紧凑的超表面设计中为新型纳米光子组件铺平了道路。
2022-12-21 physics.optics
Disorder-enabled Synthetic Metasurfaces
本文提出利用超像素的工程化结构无序节省孔径面积，在不增加设计复杂度的情况下编码多种独立可寻址的光子功能，并展示了集成11个消色差透镜轮廓与偏振成像能力的合成超表面，为高密度多功能光学器件奠定基础。
2025-07-07 physics.app-ph physics.optics
Metasurface-based Terahertz Three-dimensional Holography Enabled by Physics-Informed Neural Network
Center for Biophotonics Institute of Medical Robotics School of Biomedical Engineering Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学生物医学工程学院医疗机器人研究所生物光子学中心）
本文提出基于局部多项式拟合和多平面波传播的物理引导神经网络，用于快速设计太赫兹三维全息元表面，通过自监督训练策略实现端到端映射，提升成像质量并提高计算效率。
2026-04-24 physics.class-ph physics.optics
Deep learning enabled strategies for modelling of complex aperiodic plasmonic metasurfaces of arbitrary size
光学相互作用对纳米结构在复杂环境中的光学响应有重要影响。考虑到大型结构群的相互作用，需要计算量大的数值计算。特别是如果没有周期性可以利用，全场模拟可以变得过于昂贵。在这里，我们提出了一种方法的数值描述的非周期性组装的等离子体纳米结构。我们的方法是基于修饰的极化率，这是传统上非常昂贵的计算，一个问题，我们缓解使用深度卷积神经网络作为代理模型。我们证明，该方法提供了高精度的误差在百分之一的顺序。在相互作用主要是短程的情况下，例如对于平面超颖表面的面外照射，它可以用于描述基本上无限大小的非周期性超颖表面，包含数千个无序的等离子体纳米结构。我们还表明，该模型是能够光谱解析耦合效应。因此，该方法对于元表面领域具有最高的兴趣。它提供了显着的优势，如大型非周期性平面元结构的均匀化或复杂的波前在微米尺度的设计，其中光学相互作用发挥了至关重要的作用。
2021-12-08 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Thermo-optical bistability enabled by bound states in the continuum in silicon metasurfaces
本文研究了硅超表面中连续域束缚态（BIC）增强的热光非线性，实现了光学双稳态，并通过调控辐射损耗和入射角控制迟滞回线参数，提出了非线性临界耦合机制以优化开关性能。
2023-08-11 physics.app-ph physics.optics
Full-Field Metasurface Characterization with Polarization Sensitive Coherent Modulation Imaging
State Key Laboratory of Extreme Photonics and Instrumentation, College of Optical Science and Engineering, Zhejiang University（浙江大学光电科学与工程学院极端光子学与仪器全国重点实验室）；Department of Electrical and Electronic Engineering, The University of Hong Kong（香港大学电子电气工程系）；College of Optical and Electronic Engineering, China Jiliang University（中国计量大学光电工程学院）；ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center（浙大杭州全球科创中心）
本文提出偏振敏感相干调制成像技术，用于高分辨率全场表征超材料调制光的偏振特性，填补了超材料计量学的关键空白。
2026-02-19 physics.optics
Nonreciprocal Negative Refraction Enabled by Photonic Time Crystals
利用光子时间晶体实现非 reciprocal 负折射，通过双曲介质界面的时间调制实现光束隔离，展示了光学和微波领域的高隔离性能。
2025-11-25 physics.optics
GHz-speed wavefront shaping metasurface modulators enabled by resonant electro-optic nanoantennas
本文提出基于硅纳米棒-薄膜铌酸锂谐振电光纳米天线的超表面，实现GHz级振幅调制与透射波前整形，并展示分束器件1.03 GHz调制带宽，为高速自由空间通信与传感提供紧凑平台。
2025-03-11 physics.app-ph physics.optics
Multifunctional 2d infrared photodetectors enabled by asymmetric singular metasurfaces
本文提出在石墨烯上集成非对称奇异超表面，同时增强中红外吸收和结构非对称性，实现零偏置光电流，并展示高达200的偏振比及栅控偏振响应切换功能。
2025-05-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Metasurface-enabled small-satellite polarisation imaging
本文提出一种超薄拓扑优化超表面，在五个衍射级编码偏振态并配合单探测器实现单次全斯托克斯偏振成像，从而在小卫星重量和体积限制下提升遥感偏振成像能力。
2024-12-10 astro-ph.IM physics.optics
Metasurface-enabled non-orthogonal four-output polarization splitter for non-redundant full-Stokes imaging
本文提出一种基于单层介质超表面的非正交四输出偏振分束器，实现效率超过50%的全斯托克斯成像，实验验证了1500-1600纳米波段的完整参数获取。
2024-05-17 physics.app-ph physics.optics
Chip-integrated metasurface-enabled single-photon skyrmion sources
University of Southern Denmark（南丹麦大学）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；L.F. Vereshchagin Institute for High Pressure Physics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院L.F.韦列夏金高压物理研究所）；GREMAN, CNRS, UMR 7347, INSA CVL, Université de Tours（图尔大学GREMAN实验室）
本文提出了一种芯片集成的超材料量子发射器平台，实现室温下单光子Skyrmion的可控生成，展示了其在量子光子技术中的广泛应用。
2026-01-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Orthogonal Flatbands-Enabled Robust Fano Resonances through Brillouin-Zone Folding
Shenzhen Institute of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院深圳先进技术研究院）；The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））
本研究提出通过布里渊区折叠在正交H形谐振器超表面中实现平带，从而获得鲁棒法诺共振，在0°至30°斜入射下保持稳定，为微波光子器件设计提供新策略。
2026-09-23 physics.optics
On-Demand Coherent Nanolaser Metalens and Beam Steering Enabled by Physics-Informed Neural Networks
Institute of Materials Research and Engineering, Agency for Science, Technology, and Research (A*STAR)（材料研究工程研究所，新加坡科技研究局）
提出物理信息神经网络NanoPhotoNet-Lase，嵌入激光电磁与速率方程，快速设计超表面纳米激光器，实现低阈值、高Q值准BIC激光，并实验验证相干光束控制与聚焦。
2026-07-02 physics.optics
Multiplexing-oriented plasmon-MoS2 hybrid metasurfaces driven by nonlinear quasi bound states in the continuum
非线性等离子体超颖表面的快速发展使得超颖表面具有许多新颖的光学特性，在频率计量、时序表征和量子信息等方面具有潜在的应用前景。然而，非线性光学响应的光谱通常基于线性光学共振。在这项工作中，波长复用的非线性等离子体激元-MoS 2混合超颖提出了抑制现象，其中多个非线性信号可以同时处理和可选的调谐。从经典方法和量子方法两个方面给出了描述连续介质中非线性等离子体束缚态的清晰物理图像。特别地，在普通的等离子体激元-极化激元效应之外，我们用数值方法证明了在红外波段MoS 2的巨大的BIC激发的二阶非线性极化率$10^{-5}$ ~ $m/V$。在我们的研究中的新颖之处在于存在的量子振荡器，可以通过抑制和增强的非线性准BIC。这种可选择的基于非线性BIC的抑制和增强效应可以可选地阻挡不期望的模式，从而导致更窄的线宽以及更小的量子衰减率，这在慢光相关技术中也是有希望的。
2020-11-11 physics.optics
Continuous Wave Second Harmonic Generation from an Etchless Lithium Niobate Resonant Metasurface
The Hebrew University of Jerusalem（耶路撒冷希伯来大学）
本文展示了一种无蚀刻锂铌酸盐共振超材料平台，实现连续波二次谐波产生，通过指导模式共振耦合、低光学损耗和CMOS兼容工艺，实现高质量因子和高转换效率，揭示了连续波共振二次谐波产生中的瞬态动力学特性。
2026-04-20 physics.optics
Reprogrammable Graphene-based Metasurface Mirror with Adaptive Focal Point for THz Imaging
最近出现的超颖表面使得能够通过在各种波长下的不同波前成形技术来开发超薄平坦光学部件。然而，由于传统超颖表面的非自适应性质，所得到的光学器件的焦点需要在设计阶段被固定，因此严重限制了其可重构性和适用性。在本文中，我们的目标是克服这样的限制，提出了一个平面反射组件，可以重新编程，在近场区域的期望点聚焦太赫兹波。为此，我们首先提出了一个基于石墨烯的单元格与相位可重构性，然后采用编码元表面的方法来绘制所需的相位配置文件，以设置焦点的目标点。我们的结果表明，该组件可以在接近衍射极限的情况下工作，具有高聚焦范围和低聚焦误差。我们还表明，通过适当的自动化，可以利用元镜的可重新编程性来开发紧凑的太赫兹扫描和成像系统，以及用于太赫兹无线通信的新型可重新配置组件。
2019-03-06 physics.optics
Comprehensive evidence of lasing from a 2D material enabled by a dual-resonance metasurface
本研究通过双共振介电超表面增强CVD生长的WS₂单层吸收与发射，实现超低阈值（<1 W/cm²）单模激光，并展示超过30 μm的相干长度，为二维材料激光器集成与应用奠定基础。
2023-06-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Nonlinear Metasurfaces: A Paradigm Shift in Nonlinear Optics
频率转换过程，如二次和三次谐波产生，是非线性光学中最常见的效应之一，为光子学、化学、材料科学、表征和生物传感提供了许多机会。鉴于天然材料固有的弱非线性响应，人们通常依赖于光学大样本和复杂的相位匹配技术来实现非线性效应。然而，将这些方法直接转化为小尺寸是非常具有挑战性的，因为在不达到导致材料击穿的极高光强度的情况下，不能诱导与线性响应局部相当的非线性效应。由于这个原因，寻求合成在中等输入强度下具有增强的光学非线性的新型材料是非常活跃的。在过去的十年中，人们引入了几种设计人造材料、超材料和超表面非线性特性的方法。在这里，我们回顾了小尺度非线性光学领域的当前技术水平，特别强调从等离子体超颖表面产生高次谐波，包括基于等离子体和高折射率介质谐振器的超颖表面，以及负载等离子体超颖表面。我们讨论了特定的电磁场配置的有效谐波产生的作用，包括磁偶极子，法诺共振，和anapole的。我们还讨论了最新的进展，在控制所产生的非线性波的相位前配置文件，使非线性元表面组成的纳米谐振器与明智的定制形状。最后，我们比较可行的方法，以提高非线性无相位匹配的约束条件下的超颖表面，并提供了一个角度和展望这个令人兴奋的领域的未来发展。
2017-06-23 physics.optics
Giant and Rapidly Switching Intrinsic Chirality Enabled by Toroidal Quasi-Bound States in the Continuum
The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））
本研究提出了一种平面元表面，利用环状偶极子主导的手性Q-BIC实现巨量快速切换的圆二色响应，为光子和光电设备的发展提供了新途径。
2025-12-24 physics.optics
Nonlinear optical metasurfaces empowered by bound-states in the continuum
本文综述 BICs 赋能的非线性光学超表面，梳理其频率转换物理机制、典型应用及新兴方向与挑战。
2025-03-14 physics.optics
Electro-Optic Active Metasurfaces for High-Speed Photonic Applications
Zhejiang University（浙江大学）；University of Southern Denmark（南丹麦大学）；Eastern Institute of Technology（宁波东方理工大学）；Zhejiang Normal University（浙江师范大学）
本文综述了电光活性超表面领域的最新进展，对比了主流电光材料性能，总结了调制机制与谐振结构带来的调制效率提升，讨论了现存挑战并展望了未来方向，为其在高速光子应用中的实际使用提供了参考。
2026-08-04 physics.optics
Electro-optically tunable second-harmonic generation in lithium niobate metasurfaces boosted by Brillouin zone folding induced bound states in the continuum
本文通过在铌酸锂超表面中策略性调整空气孔位置诱导布里渊区折叠连续域束缚态，实现了高品质因子下的电光可调二次谐波产生，在15 V电压下调制深度超过0.99。
2025-04-25 physics.optics
Picometer-Scale Spatial Symmetry Breaking in Active Transmissive Metasurfaces
Thomas J. Watson Laboratory of Applied Physics, California Institute of Technology（加州理工学院托马斯·J·沃森应用物理实验室）
本文研究了基于硅-锂铌酸盐的活性透射元表面，通过皮米级精确控制实现高Q值的引导模共振，利用对称性破缺实现高效电光调制和多功能传感。
2026-06-04 physics.optics
Huygens metasurface supporting quasi-bound states in the continuum for terahertz gas sensing
本研究提出一种基于全介质惠更斯超表面的太赫兹气体传感平台，利用准束缚态和Kerker条件增强灵敏度，在紧凑性上比自由空间传感缩短2-3个数量级路径长度。
2024-12-17 physics.app-ph physics.optics
Lattice-plasmon induced asymmetric transmission in two-dimensional chiral arrays
该研究在支持晶格等离激元模式的手性等离激元超表面中，通过相反旋向圆偏振光对晶格模式的不平衡激发实现不对称传输，证实其可通过调控纳米颗粒面内散射控制，且四重旋转对称颗粒构成的超表面正入射下也能产生该效应。
2021-08-07 physics.optics
Dynamic and Continuous Control of Second-Harmonic Chirality through Lithium Niobate Nonlocal Metasurface
提出一种由x切铌酸锂薄膜和等离激元纳米天线组成的非线性非局域超表面，通过旋转线偏振泵浦偏振方向，利用正交传播导模的失谐共振，实现了二次谐波手性在全范围内的动态连续调谐，为可调谐手性光源开辟了新途径。
2025-09-16 physics.optics
Nonlinear Nonlocal Metasurface for Harmonic Generation and Manipulation
本文提出一种支持准俘获模式的非线性非局域超表面，通过拓扑非对称全介质超原子实现三次谐波增强超三个数量级，并利用PB相位在基波和谐波波长处实现螺旋性依赖的波前控制。
2025-07-18 physics.optics
