程 宏，李洪涛，3*，韩彦军，2，3，孙长征，3，郝智彪，3，熊 兵，3，汪 莱，3，王 健，3，余佳东，2，3

(1. 清华大学 电子工程系 北京信息科学与技术国家研究中心，北京 100084；2. 浙江清华柔性电子技术研究院 柔性智能光电子技术研究所，浙江 嘉兴 314006；3. 清华大学 柔性电子技术研究中心，北京 10084)

1 引 言

超表面是基于波长或者亚波长量级二维结构(如纳米柱阵列)的超薄平面光学元件，它利用亚波长结构引入相位、振幅及偏振跳变，每个亚波长结构相当于一个新的子波源，根据惠更斯原理，通过控制各个子波源的相位、振幅和偏振来实现特定的光学功能[1-5]。这样的特性使它在高效率、微型化、柔性化以及突破传统器件性能限制等方面具备独特优势，能为包括激光光束控制和整形、理想透镜成像、高性能3D显示在内的众多应用提供有效手段。基于超表面的理想透镜(接近或超越衍射极限)、全息光栅、光束偏转器、光耦合器、波片、准直器、涡旋光产生器等光学器件相继问世[6-15]，光学超表面已成为光学和光电子领域的研究热点之一，为新型高效率光学器件的微型化、集成化提供了新的思路。

光束偏转器作为一种最基础的光学器件，能够对入射光进行一定角度的偏折，是激光雷达探测等应用领域的核心部件。光在超表面处的折射和反射满足广义斯涅尔定律，即：在两个折射率不同的材料交界面处，出射光的偏转角度不仅受到材料折射率和入射角度的影响，还与超表面引入的相位跳变梯度有关[2]。……