偏振是光学中一个重要的物理量，广泛应用于光通信、遥感、天文观测和生物医学等领域。通过对光的偏振状态进行精确测量，能够获取光的强度和偏振信息，从而为多个科学和工程问题提供支持。传统的偏振仪通常依赖于庞大的光学元件（如棱镜、透镜、滤光片、偏振片和波片），虽然这类技术成熟且被广泛应用，但其体积庞大、结构复杂，限制了偏振仪的小型化和广泛应用。
近年来，薄型光学元件（如超表面）因其小型化、轻便化和高效能而成为替代传统光学元件的理想选择。通过利用超表面控制入射光与材料的相互作用，可以实现对偏振信息的有效编码，进而提高偏振检测的精度和效率。然而，在实际应用中，特别是在红外波段，传统的基于超表面集成光电探测器的偏振仪依然面临一些挑战，如对准问题、光学串扰和红外吸收等，导致全斯托克斯偏振重建的精度无法与传统系统相比。
近日，来自中国科学院上海技术物理研究所陈效双课题组、周靖以及新加坡国立大学Cheng-Wei Qiu(仇成伟)教授团队携手在全斯托克斯偏振检测技术中取得了显著进展。该团队设计了一种基于光电子偏振特征向量（OPEV）的新型片上全斯托克斯偏振仪。通过构建四个OPEV并形成优化的光电子转换矩阵（OCM），他们成功实现了高精度的全斯托克斯偏振检测。这一创新方法结合了机器学习算法，显著提高了偏振重建的精度，达到了1%以内的均方根误差（r.m.s.e.）。该偏振仪由四个子像素组成，采用几层二硫化钼作为检测材料，每个子像素内集成一个独特的等离子体超表面，用于实现不同的OPEV。通过精确调节超表面的几何结构，该团队成功优化了OCM的条件数，从而实现了高精度的斯托克斯重建。
