近日，四川师范大学物理与电子工程学院硕士研究生唐紫依和导师黄奕嘉副研究员在期刊《Materials & Design》（中科院1区Top期刊，IF=9.417）上发表题为“Multifunctional Janus Metasurfaces Achieving Arbitrary Wavefront Manipulation at Dual Frequency”的研究论文。该工作与中国科学院光电技术研究所、重庆大学微电子与通信工程学院合作完成，以四川师范大学为第一单位，研究生唐紫依和李玲研究员为共同第一作者，黄奕嘉副研究员为通讯作者，学院刘科教授和田明阳老师为共同作者。

如何实现对光场振幅、偏振和相位等参量的高效灵活调控是当今光学与光子学领域的研究热点。传统方法实现光场多维度调控需要在空间中级联大量光学器件，不仅增加了光学系统的复杂度，还难以满足某些特定场景下的应用要求。同时，目前大部分光学器件只针对单一激励方向设计，另一方向下的设计自由度并未被充分挖掘。

针对上述问题，本论文提出了一种多功能Janus超构表面设计方法，利用空间复用的单元结构在两个预设频率上实现完全独立的相位调制，并通过打破电磁波传输方向上的对称性实现不同激励方向下的高效非对称电磁传输。为了验证所提出方法的有效性与普适性，文中设计了一系列双频Janus超构表面器件并进行了实验测试，所得的实验结果与理论设计相吻合。相较于同类型器件，该工作进一步提升了器件的工作效率，扩展了工作带宽，在偏振调控、手性传感和信息加密等领域具有较大的应用前景。

图1.基于双频Janus超构表面的全息成像图

论文连接：https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.111264