表面等離子體亞波長光學是最近十余年來光學領(lǐng)域發(fā)展的重要分支。采用人為精確設(shè)計的納米金屬結(jié)構(gòu),可在遠小于波長的尺度上對電磁波的相位、振幅等特征進行調(diào)控,為超衍射成像、光刻和顯示技術(shù)提供了極具潛力的技術(shù)途徑。
中國科學院光電技術(shù)研究所微細加工光學技術(shù)國家重點實驗室通過研究發(fā)展了一種基于表面等離子體超表面的計算全息顯示技術(shù)。該技術(shù)的核心器件為一層厚度僅為幾十到百納米的金屬薄膜,相位和振幅分別由金屬薄膜上數(shù)千萬個獨立設(shè)計的納米孔結(jié)構(gòu)進行調(diào)控。其像元尺寸最小僅為200nm×200nm,因此其投影全息的視場角可以覆蓋整個空間(視場角±90度)。通過這些納米孔的獨特排布方式,光子的自旋角動量和軌道角動量可以相互轉(zhuǎn)化,使得該結(jié)構(gòu)具有在整個可見光波段消色差的特點,為全色域的真三維全息成像奠定了基礎(chǔ)。此外,通過空間頻譜的平移調(diào)控,該方法可消除傳統(tǒng)技術(shù)存在的零級干擾和不同顏色圖像之間的串擾問題,極大提高顯示圖像的信噪比。