上海復享光學股份有限公司
對基于納米天線的異常反射超表面進行寬譜段微區角分辨光譜表征
檢測樣品：超表面
檢測項目：異常反射
方案概述：在可見光區，上天線主要通過與下天線的配合而產生異常反射，下天線又與基底配合，產生相位變化，導致近紅外區的異常反射。作者結合角分辨衍射光譜測量及電磁場強度分析等手段對這一結構的設計及工作原理進行了研究，成功的驗證了在可見及近紅外區域的超寬帶高角度異常反射現象。
ARMS 在超表面及納米天線研究中的應用
對基于納米天線的異常反射超表面進行寬譜段微區角分辨光譜表征
超表面 超構材料 納米天線 異常反射 角分辨光譜
【概述】相比于傳統的光學元件，超表面能夠在亞波長尺度的表面創建相位面。通過超表面的設計，可以實現偏振轉換、異常反射以及完美吸收等諸多功能，為超薄納米光致偏振元件的發展鋪平了道路，如異常光偏轉器、透鏡、波片、全息圖、渦旋光束發生器、光波導器件等。
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| 圖2，超表面超寬帶高角度衍射特性表征 |
為了實驗驗證上述超表面結構的性能，作者采用 傅里葉變換角分辨光譜法（FT-ARS）進行了小衍射角的表征，獲取了±60°，400~1450nm 的衍射光譜，實現了波長及角度相關的遠場強度分布表征（圖3）。圖3b 模擬結果與 圖3a 測量結果數據吻合，證實了所設計的超表面能夠獲得可見到近紅外的超寬帶高角度衍射特性。在 440~780nm 可見波段和 964~1300nm 近紅外波段，其異常反射效率均超過 50%，其反射效率峰值分別為 72%@550nm 和 72%@1150nm。
【總結】綜上所述，作者利用一對相互關聯的可見和近紅外納米天線進行垂直整合，獲取可實現超寬帶高角度異常反射的超表面結構，并對其進行了表征。本文所設計的超表面的工作帶寬幾乎是傳統使用單一天線的兩倍，其反射光以單衍射級進行高角分辨、超過 1000nm 的超寬光譜帶寬范圍的異常反射。基于其超寬帶寬的顯著特性，預計在-70° 的大反射角下，異常反射的效率仍保持 65% 以上。
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【參考文獻】
? Gao, Song, et al. "Vertically Integrated Visible and Near-Infrared Metasurfaces Enabling an Ultra-Broadband and Highly Angle-Resolved Anomalous Reflection." Nanoscale (2018).
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