可见光波段自由站立双层超表面

多层超光学凭借每层提供的额外设计变量，实现了超越单层对应物的复杂波前整形。例如，复振幅调制、广义偏振变换和大视场是根本上需要多平面波前匹配的关键属性。然而，现有的双层超表面实现依赖于遭受菲涅耳反射、低模式限制或不期望共振的配置，这些因素损害了预期响应。在此，我们介绍了由自由站立超原子组成的、工作在可见光谱的双层超表面。我们展示了其利用纯几何相位对线偏振光进行波前整形的应用，衍射效率达80%，扩展了先前依赖圆偏振或椭圆偏振照明的Pancharatnam-Berry相位超表面文献。制造依赖于两步光刻和选择性显影工艺，产生总厚度为1200 nm的自由站立、双层堆叠超表面。该超表面由具有垂直侧壁的TiO2纳米鳍组成。我们的工作推进了复合超光学的纳米制造，并启发了波前整形、超表面集成和偏振控制的新方向。