梯度超表面：基础与应用综述

继超材料研究的深入发展之后，其二维类比物——超表面，近年来因易于制造和较小的插入损耗而吸引了越来越多的关注，同时能够以前所未有的方式控制透射和反射光场的空间分布。超表面代表光学薄的平面谐振亚波长元件阵列，可根据需要塑造的目标光学波前，以严格周期性、准周期性甚至非周期性方式排列。本文综述了超表面的一个广泛子类，即梯度超表面，其旨在表现出空间变化的光学响应，从而导致散射场的振幅、相位和偏振在空间上发生变化。从引入梯度超表面的概念开始，我们从响应角度对不同超表面进行了分类，区分了电偶极子、几何、反射和 Huygens'超表面。接着讨论了实现超表面所需的基本构建模块，以阐明等离子体激元和纯介质超表面各种物理实现背后的基础物理。随后，我们概述了梯度超表面的主要应用，包括波片、平面透镜、螺旋相位板、宽带吸收器、彩色打印、全息图、偏振计和表面波耦合器。综述以关于最近开发的非线性超表面的简短章节结束，最后是展望部分，提出了我们对未来发展和未来应用前景的看法。