近日，我校物理學院青年教師胡莎博士在Nature旗下權(quán)威物理期刊《Communications Physics》（中科院一區(qū)TOP）上發(fā)表了題為“Laser-induced reconfigurable wavefront control with a structured Ge₂Sb₂Te₅-based metasurface”（DOI: 10.1038/s42005-024-01846-9）的研究型論文。胡莎博士為論文的第一作者和第一通訊作者，中科院物理所顧長志研究員為共同通訊作者，河南工業(yè)大學為第一署名單位和通訊單位。

論文截圖

相變材料在相變前后具有明顯的光學性質(zhì)差異，是實現(xiàn)主動調(diào)控超表面的一種理想的功能材料。盡管相變材料超表面在光場的主動調(diào)控方面取得一定的進展，但是如何將多種可重構(gòu)的光學功能集成到單個超表面中仍有待解決。基于此，作者通過將結(jié)構(gòu)化的相變材料（Ge₂Sb₂Te₅，GST）納米棒陣列與激光直寫技術相結(jié)合，實現(xiàn)了可重構(gòu)的光場波前控制。通過精確控制激光的位置和功率，激光直寫技術有助于實現(xiàn)GST納米棒的定點、多級相變。由于GST材料的多級相變可提供多級光學性質(zhì)的調(diào)控，GST棒陣列可實現(xiàn)有效的振幅和相位調(diào)控。在此基礎上，我們基于單一超表面設計了各種光學器件，如相位全息成像、光束偏折器、灰度成像、完美吸收器等。結(jié)合激光直寫技術的GST超表面為可重構(gòu)光場調(diào)控的實現(xiàn)提供了一種有效的方法。

論文部分插圖

該研究工作得到了國家自然科學基金、河南工業(yè)大學博士基金等項目的資助，以及物理學院科研團隊的有力支持。物理學院自今年成立以來，科研平臺建設快速發(fā)展，一線教師的科研環(huán)境得到進一步改善。該研究成果作為物理領域光學超表面方向的重要突破，將持續(xù)助力我校物理學科進入ESI 前1%學科，提升我校在國際物理領域的學術影響力，為推動我校“雙一流”創(chuàng)建作出積極貢獻。

論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s42005-024-01846-9