相变材料由于具有较大的折射率反差，在活性超表面中得到了广泛的应用。尽管相变超表面最近取得了进展，但将各种可重构光学功能集成到单个超表面中仍然是一个挑战。
近日，河南工业大学Sha Hu、中国科学院Changzhi Gu团队提出了一种有效的策略，通过将Ge2Sb2Te5棒阵列与激光写入技术相结合来实现可重构波前控制。通过任意修改激光源的位置和功率，激光写入过程有助于实现Ge2Sb2Te5棒的位置选择性和多级相变。由于Ge2Sb2Te5材料光学特性的多级开关，Ge2Sb2Te5棒阵列提供了完全的相位控制和高幅度调制。随后，在数值模拟中设计了各种光学器件，包括纯相位全息图、动态元偏转器、灰度图像和完美吸收器。基于Ge2Sb2Te5的结构化超表面与激光书写技术的结合，为在同一器件中探索各种类型的光学功能提供了有效的途径。研究成果以题为“Laser-induced reconfigurable wavefront control with a structured Ge2Sb2Te5-based metasurface”发表于《Communications Physics》上。
图1：在GST棒超表面上编写的可重构光学功能。
图2：激光诱导GST薄膜的多级相变。
图3：激光驱动GST棒超表面的相位控制和幅度调制。
图4：GST棒超表面上的三能级全息图和光束导向。
图5：基于四级调幅的GST棒超表面的灰度成像和完美吸收器。
Hu, S., Wang, C., Du, S. et al. Laser-induced reconfigurable wavefront control with a structured Ge2Sb2Te5-based metasurface. Commun Phys 7, 346 (2024).
https://doi.org/10.1038/s42005-024-01846-9
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