Janus 式超表面技术根据光的方向表现出不同的光学响应

超表面技术是一种先进的光学技术，与传统技术相比，它更薄、更轻，并且能够通过纳米级人工结构精确控制光线。韩国科学技术研究院的研究人员克服了现有超表面技术的局限性，成功设计出一种能够完美控制非对称光传输的 Janus 超表面。通过应用这项技术，他们还提出了一种创新方法，通过仅在特定条件下解码信息来显著提高安全性。

该团队的研究成果发表在《先进材料》杂志上。研究小组由材料科学与工程系的 Jonghwa Shin 教授领导。

非对称特性在不同方向上有不同的反应，在各种科学和工程领域中发挥着至关重要的作用。研究团队开发的 Janus 超表面实现了能够在两个方向上执行不同功能的光学系统。

就像罗马神话中的双面神雅努斯一样，这种超表面会根据入射光的方向显示出完全不同的光学响应，从而可以通过单个设备有效地操作两个独立的光学系统(例如，超表面在一个方向上充当放大镜，在另一个方向上充当偏振相机)。换句话说，通过使用这项技术，可以根据光的方向操作两个不同的光学系统(例如，透镜和全息图)。

这项成果解决了现有超表面技术尚未解决的挑战。传统超表面技术在根据入射方向选择性控制光的三个特性(强度、相位和偏振)方面存在局限性。

研究团队基于数学和物理原理提出了解决方案，并成功实验性地实现了两个方向上不同的矢量全息图，展示了一套完整的非对称光传输控制技术。

此外，研究团队还基于该超表面技术开发了一种新型光学加密技术。他们利用Janus超表面实现了矢量全息图，该全息图可根据入射光的方向和偏振状态生成不同的图像，展示了一种光学加密系统，该系统仅在特定条件下才允许解码信息，从而大大增强了安全性。

该技术有望作为下一代安全解决方案，应用于量子通信、安全数据传输等各个领域。

此外，超表面的超薄结构有望大幅减小传统光学器件的体积和重量，对下一代器件的小型化、轻量化设计做出巨大贡献。

韩国科学技术研究院材料科学与工程系教授 Jonghwa Shin 表示：“这项研究实现了对光的强度、相位和偏振的完全非对称传输控制，这一直是光学领域的一个长期挑战。它为开发各种应用光学设备开辟了可能性。”

“我们计划继续开发可应用于增强现实(AR)、全息显示器和自动驾驶汽车的激光雷达系统等各个领域的光学设备，充分利用超表面技术的潜力。

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