纳米尺度光宽带角选择性：进展、应用与展望

人类长期以来致力于控制光的传播方向。自远古以来，遮阳板、透镜和镜子已被用于控制光流。在现代社会，随着纳米技术的快速发展，光的控制正走向微米甚至纳米尺度的器件。在此类尺度下，基于几何光学的传统器件达到其根本方向极限并停止工作。另一方面，纳米光子学因其能在纳米尺度操控光，近十年来尤其受到研究者的广泛关注。本综述聚焦于旨在根据传播方向选择光的纳米光子学系统。在综述前半部分，我们调查了文献与当前聚焦于实现光学宽带角选择性的最新技术。我们所综述的机制可分为三大类：（i）微尺度几何光学，（ii）多层双折射材料，以及（iii）等离子体系统、光子晶体和超材料中的布儒斯特模式。在后半部分，我们提出两类宽带角选择性系统的潜在应用。第一类旨在通过光伏过程或太阳热过程提高太阳能收集效率。第二类旨在提高光提取效率与探测灵敏度。最后，我们讨论宽带角选择性中最显著的挑战以及解决这些挑战的一些展望。