近日，我院田建国教授和陈树琪副教授带领的前沿光子学与声学人工微结构研究组在光学超表面方向的科研成果在Nature旗下期刊Light: Science&Applications上发表，题目为《Controllable Optical Activity with Non-chiral Plasmonic Metasurfaces》。该期刊是自然出版集团出版的光学学术期刊，2016年影响因子高达13.600，在JCR收录的86种光学类期刊中排名第2位，仅次于Nature Photonics。 自然出版集团在这篇文章公开发表的同时，在其Research Summary专栏上刊出了一篇关于它的介绍文章，对该成果给予了高度的评价。
人工微结构超表面对光偏振态和相位的操控具有非常高的自由度。与传统光学器件相比，这种超表面结构具有更加丰富的光学性质，在超分辨成像、平面透镜、全息等领域有着非常好的发展前景。该研究组成员提出一种新的理论机制，实现了基于非手性单层十字镂空超表面结构的线偏光旋光器件，并通过理论和实验证明了这种旋光现象的连续可调控性以及宽带特性。
旋光是指线偏振光经过旋光介质后，偏振方向以光传播方向为轴发生一定角度偏转的现象。传统方法中，旋光现象大多依靠材料或结构对于左、右旋圆偏光具有不同的折射率来实现，该研究成果提供了一种利用非手性超表面直接操控光相位的方式来产生可控旋光现象。相比于传统的旋光方式，这种非手性超表面的旋光基于一种新颖的理论，对旋光大小的控制更加直接、灵活，在纳米光学和光子学方面具有很高的潜在应用价值，并有望进一步应用于生物领域，通过测量旋光度的变化来探测由超表面构成的生物芯片附近肿瘤细胞浓度。
论文链接：
http://www.nature.com/lsa/journal/v5/n7/full/lsa201696a.html
图1 非手性超表面实现可控旋光过程示意图。
图2 （a）-（d）不同参数下非手性超表面样品扫描电镜图。
四个非手性超表面样品在不同检偏角度下（e）实验和（f）理论透过率。