用于相干光透射完全线性控制的通用超表面

超表面与光学纳米结构的最新进展使得利用光学薄器件对入射光进行复杂控制成为可能。然而，迄今为止尚不清楚是否能仅用单个薄纳米结构阵列实现对相干光透射的完全线性控制，即针对两种输入偏振态独立控制偏振、振幅与相位。本文证明这是可行的，并提出一种通用超表面——由高折射率椭圆柱体构成的双层阵列，其具有完全的光学自由度，且手性与各向异性均可完全设计。我们通过相应的琼斯矩阵从数学上证明了可实现光控制的完备性，实验展示了以往无法实现的三维全息新方案，并给出了实现任意输入态敏感型矢量线性光学器件的系统方法。我们的结果开启了光透射控制中此前无法触及的自由度。