【儀表網 研發快訊】近日，以中國科學院上海技術物理研究所為依托單位的紅外科學與技術重點實驗室(紅外物理國家重點實驗室)在超表面連續光譜-偏振重構研究方面取得重要進展，利用紅外人工微結構超構器件對光學信息進行多維度聯合加密通信探索，為滿足航天空間遙感、量子信息對抗等重大需求提供可能。以上成果以“Continuous-Spectrum–Polarization Recombinant Optical Encry ption with a Dielectric Metasurface”為題發表在Advanced Materials上。
 

　　中紅外(MWIR)波段作為大氣窗口之一，是很多氣體分子和室溫物體熱輻射的吸收譜富集區。高透過率和大的工作帶寬在天地信息通信、密鑰分發等研究應用領域展現了巨大的潛力。對中波紅外光子波長和偏振等維度的聯合操控是對自由空間光學信息加密通信的重要手段。相比傳統笨重的中波紅外器件，超表面器件在波長、偏振維度調控方面具有巨大潛力，該技術為在亞波長微納尺度下靈活操控光子的多個自由度提供了一個很好的平臺。
 

　　上海技物所研究團隊通過在瓊斯矩陣中引入色散調控，對傳統通道復用個數受限的超表面設計方案，在波長維度進行連續擴展，研制了一種獨特的多光子自由度連續重構紅外光學器件，成功將偏振調控在波長維度進行任意重構，并使安全性在物理設計層面突破了單一自由度加密所面臨的算法暴力破解的限制，為超表面器件從傳統借鑒體材料器件原理體制向新材料與新原理共同發展的方向提供了有益的探索。
 

　　王九旭博士為論文的第一作者，李冠海研究員為通訊作者。上述成果獲得了科技部、國家自然科學基金委、中國科學院、上海市科委等項目的資助。
 

　　(a)連續光譜-偏振重構超表面器件用于光學信息加密傳輸演示；(b) 在波長維度對連續共軛偏振通道進行解耦的理論示意圖。