掌握动量空间内的空间频率操纵是关键但具有挑战性的，特别是在减轻在不同应用中显著损害图像质量的畸变模式方面。传统的方法通常需要在空间分辨率上进行权衡，或者不能完全消除不需要的频率，进一步受到复杂的后处理要求的负担。
近日，中科院上海技术物理研究所Guanhai Li团队提出了一种通过全硅超表面实现的新型相干δ-function扩展技术，通过精细的k空间振幅和相位调制，对任意选择的空间频率提供无与伦比的协同控制。这种方法超越了传统的全球方法，利用多个δ-functions的复杂集合，实现了对空间频率的整体操纵。这种方法引入的周期性也使得超表面的无限空间拼接扩展成为可能，同时保持较高的能量利用效率。该方法擅长于细致地去除局部畸变频率，同时促进许多先进的光学功能，包括混合偏微分和噪声抑制，所有这些都在光学域内。这项工作预示着光学操作的重大飞跃，为复杂的电子后处理提供了可行的、可扩展的替代方案。通过这项工作，不仅解决了光学物理学中一个长期存在的挑战，而且为光探测和光处理技术的研究和应用开辟了新的途径。研究成果以题为“Beyond Moiré with Spatial Frequency Mastery via δ-Function Expansion Metasurface”发表于《Advanced Science》上。
图1：具有相干δ-Function展开超曲面的协同空间频率调制。
图2：通过连贯的δ-Function展开传递函数的发展。
图3：基于空间频率调制的波纹模式抑制。
图4：使用单一超表面的多功能空间频率控制。
图5：偏振和空间复用通过相干δ-Function扩展。
R. Chen, F. Yu, J. Chen, R. Jin, J. Wang, J. Wang, X. Chen, W. Lu, G. Li, Beyond Moiré with Spatial Frequency Mastery via δ-Function Expansion Metasurface. Adv. Sci. 2024, 2406819.
https://doi.org/10.1002/advs.202406819
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