李 昊，胡德骄，秦 飞，李向平*

（1.暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信重点实验室，广州 511443；2.广东紫晶信息存储技术股份有限公司，广州 511443）

1 引 言

伴随着研究对象从宏观到微观的转变，光学的发展经历了从被动利用自然界材料来控制光场传播到通过人工合成自然界并不存在的新型超材料[1-3]来实现对光场的操纵。对于传统光学调制器件来说，实现高度集成化、小型化的光学系统十分困难。人工超材料正是利用微观尺度的光学共振实现对有效介电常数和有效磁导率的人为操控，进而调控光波的电场分量和磁场分量，从而影响光波的传播行为。随着微纳加工技术和集成光子学的发展，利用纳米共振结构实现光场的近场和远场调控成为研究的热点。由于三维超材料结构复杂，纳米加工难度大，光学损耗高，很难将其付诸于实际应用。将共振结构制备到平整材料表面可构成能对光的振幅、相位、偏振等参量进行调控的结构化功能表面，也被称作超表面（metasurface）[4-7]。这种调控光的方式较易加工且能实现丰富的光调控能力，为推进超材料的应用与发展铺平了道路。

近年来，基于超表面的研究成果一直层出不穷。2011年，哈佛大学Capasso团队利用V 型金纳米结构序列首次实现了超表面设计后[8]，超表面在实现光场调控方面的技术飞速发展。在偏振调控[9-12]，全息成像[13-18]，超透镜[19-22]和表面波耦合器[23-25]等方面有着广泛的应用。当前超表面对波前相位调控的机制可以归纳为如下几类，例如Pancharatnam-Berry（PB）相位[26-28]、共振相位[16,29]、传输相位[30-31]及迂回相位[32-34]调制方式。……