超表面集成技术 | 驱动光学平台创新发展引擎

原文信息

原文标题：“Integrated metasurfaces for re-envisioning a nearfuture disruptive optical platform” 

第一作者：Younghwan Yang, Junhwa Seong, Minseok Choi, Junkyeong Park

通讯作者：Junsuk Rho

在光学技术不断革新的当下，超表面作为亚波长人造微纳结构二维阵列，凭借远小于传统光学透镜的体积，实现对电磁波的灵活调控，成为光学领域的研究热点。

从核心组件集成来看，光源和探测器是手机相机、激光雷达等设备的关键。超表面与发射器、探测器集成后，大幅提升光学系统分辨率与效率，甚至可降低手机对大容量电池的依赖。例如，超表面与 VCSEL 芯片集成能构建特定光场分布，且二者与 CMOS 工艺兼容，便于商业晶圆级大规模制造。

超表面与VCSEL集成（来自原文）

在光提取效率优化方面，传统 LED 受封装层内反射影响，光提取效率受限。将无序银纳米颗粒超表面集成到商用 GaN LED，光提取效率可提升 1.65 倍，有效解决这一问题。

超表面与LED集成（来自原文）

在显示领域应用上，超表面设计为反射镜嵌入 OLED 后，经反射相位优化，使腔体形成独立 RGB 谐振，不仅实现高像素密度，发光效率更是翻倍。其借助低成本纳米压印制造，有望应用于商用 VR/AR 显示器。

超表面与OLED集成（来自原文）

超表面与探测器的集成同样亮点十足。它既能聚焦入射光到感光区域，提高 CCD 效率，还能通过特殊设计过滤不匹配波长的入射光。

超表面与CCD集成（来自原文）

通过与超表面的集成，扩大 CCD 视场角。利用多孔径超表面实现的高分辨率广角成像，在 LiDAR 和 ToF 相机中具有广阔应用前景。

超表面与CCD集成（来自原文）

在动态调控与复合集成方面，将 MEMS / 液晶与超表面结合，通过电驱动实现超表面单元状态的动态控制；与波导集成，则能实现导波到自由空间的耦合，达成多维全息等功能。这些集成方式，充分挖掘超表面潜力，为光学平台发展开辟新路径。

超表面与MEMS集成（来自原文）

超表面与波导集成（来自原文）

超表面在AR/VR中的应用（来自原文）

OAS 光学软件的超表面设计功能非常便捷，该功能将构建更为高效、精准的超表面设计流程，进一步推动光学领域的发展。OAS 光学软件已在超表面设计中展现卓越效能，为科研人员和工程师提供技术保障。