鑽石舞台

摘要：東南大學馬慧鋒教授和崔鐵軍院士團隊提出一種各向異性反射-透射可重構數字編碼超表面，可通過外加電壓控制其在反射或透射模式下工作，且對x和y極化電磁波操控完全獨立。作為功能驗證，研究人員設計了一款具有反射電磁隱身和透射加密全息功能集成的多功能可重構數字編碼超表面。

關鍵詞：Advanced Optical Materials，數字編碼超表面，電磁隱身，加密全息，反射-透射可重構

2014年崔鐵軍院士團隊首次提出數字編碼和現場可編程超表面的概念，建立了物理世界與信息科學之間的聯繫。基於數字編碼超表面，已經報道了很多令人印象深刻的工作，例如電磁隱身、微波加密全息術、諧波調製和無線通信。然而，現階段大多數數字編碼超表面要麼是反射型，要麼是透射型，限制了其在複雜電磁環境下的應用。目前雖然報道了少量多功能全空間可重構數字編碼超表面，但它們要麼只能用於控制一種特定的極化波，要麼很難進一步獨立地定製反射波和透射波的波前來分別實現不同功能的集成，限制了極化和空間資源的充分利用。

針對上述問題，東南大學毫米波國家重點實驗室馬慧鋒教授、崔鐵軍院士團隊提出一種PIN二極管加載的各向異性反射-透射可重構數字編碼超表面。通過控制所加載的二極管偏壓，超表面可在反射和透射工作狀態實時切換，且對x、y極化電磁波操控完全獨立。作為功能驗證，研究人員設計了一款集成了反射電磁隱身和透射加密全息功能的全空間可重構超表面器件。僅需調控相應二極管的偏壓，便可實現反射模式下雷達散射截面縮減和透射模式下基於軌道角動量加密全息成像，其功能如圖1所示。

研究人員加工製作了一個168mm x168mm (約25倍平方波長) 大小的超表面樣品，並在微波暗室對其進行了實驗測試。結果顯示，超表面樣品在反射模式下對x、y極化入射電磁波均能實現至少10dB的雷達散射截面縮減，在透射模式下對x、y極化入射電磁波均可實現安全高效的加密全息成像，其實驗效果與仿真吻合良好，達到理論預期。該研究團隊所提出的反射-透射可重構超表面在調控反射和透射電磁波方面具有強大能力，在提高複雜電磁環境中的電磁通信安全性方面具有潛在的應用價值。

東南大學毫米波國家重點實驗室博士生吳良威和肖強為論文共同第一作者，馬慧鋒教授和崔鐵軍院士為論文通訊作者。相關結果發表在Advanced Optical Materials上。