用于可见光的高效硅超表面

介电超表面需要高折射率对比度材料以实现最佳性能。这一要求构成了严重的限制：器件要么使用硅等高折射率半导体在 700nm 及以上波长得到验证，要么使用 TiO$_{2}$ 或 Si$_{3}$N$_{4}$ 等较低折射率介电材料并在可见光波段工作。在此，我们通过展示在此波长下具有 47% 透射效率的硅超表面，表明硅的高折射率可被利用于短至 532 nm 的波长。该超表面由排列在石英基板上方形晶格中的渐变硅柱阵列组成。我们展示了完整的 2$\pi$ 相位控制，并在 532nm 波长下实验演示了偏振无关的光束偏转。结晶硅通过定制的层转移技术放置在石英基板上，我们指出对于相同材料的进一步优化结构，可能实现 >70% 的效率。我们的结果为在可见光波段实现基于硅的高效超表面开辟了新途径。