近日，暨南大学纳米光子学研究院包燕军教授等在超构表面光场调控研究中取得重要进展，给出了实现任意振幅、相位和偏振态相互转换的光器件所需的最低自由度。相关成果发表在国际学术期刊 Laser & Photonics Reviews。
振幅、相位和偏振是光的三个重要属性，实现这三个参量的任意转换在光学器件中具有重要意义。显然，一个具有8个自由度的琼斯矩阵器件满足要求，但自由度必然冗余，且目前还无法实现如此之多的自由度设计。为此，包燕军教授等通过计算证明了实现上述任意光属性转换需要最低4个自由度，并给出了一个具有4个自由度，类似于双极性偏振片的琼斯矩阵表达式。通过超构表面设计构造如上的琼斯矩阵器件，他们在实验上验证了入射和出射光场之间任意振幅、相位和偏振态的相互转换。该工作揭示了一个简单的琼斯矩阵器件背后所隐藏的功能强大的光场操控能力，有望为复杂微纳光场调控提供新思路。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202100280