使用双层超表面的双向矢量全息及其在光学加密中的应用
光学
2025-03-20 v2
摘要
由于在各个领域的广泛应用潜力，具有不对称响应的光学系统研究得到了显著增长。特别是，Janus 超表面因其在薄膜内于像素级不对称控制光的能力而备受瞩目。然而，先前的演示仅限于对有限输入偏振集的非对称透射的部分控制，且主要聚焦于标量功能。在此，我们引入了由双层硅纳米结构组成的光学超表面，它能够对任何可能的输入偏振实现完全广义的非对称透射形式。其设计很大程度上得益于我们在互易系统中非对称光透射的理论模型，该模型阐明了一般情况下正面与背面 Jones 矩阵之间的关系，揭示了相对入射侧的偏振-方向通道之间的基本关联。为了在实际中规避这一约束，我们提出了一种划分透射空间的方法，从而能够在目标体积内实现四种不同的矢量功能。作为概念验证，我们在实验上演示了生成四个矢量全息图的偏振-方向复用 Janus 矢量全息图。当与计算矢量偏振器阵列集成时，这种方法促进了具有高度隐蔽性的光学加密。我们预计，我们用于广义非对称透射的数学框架和新型材料系统可能会为光学计算、传感和成像等应用铺平道路。
引用
@article{arxiv.2405.06318,
title = {Bidirectional Vectorial Holography Using Bi-Layer Metasurfaces and Its Application to Optical Encryption},
author = {Hyeonhee Kim and Joonkyo Jung and Jonghwa Shin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.06318},
year = {2025}
}