利用单层超表面的偏振编码透镜纳米打印技术

《Advanced Functional Materials》：Polarization-Encoded Lenticular Nano-Printing with Single-Layer Metasurfaces

提出Polarization-Encoded Lenticular Nano-Printing（POLLEN）方法，通过映射不同视角图像到傅里叶空间并控制多极化电场，实现无透镜层的高分辨率多图像显示，实验生成25种独特图像，应用于光学加密、存储、显示等领域。

　　

摘要

基于超表面的纳米打印技术已经实现了超高清的灰度或彩色图像显示。然而，使用单层超表面所能实现的独立纳米打印图像的最大数量仍然有限。本研究通过将不同视角下观察到的图像映射到傅里叶空间的不同区域，并同时控制多个偏振通道中的复杂电场，显著提升了纳米打印的多路复用能力。所提出的“偏振编码透镜纳米打印”（POLLEN）方法借助改进的进化算法，实现了根据观看角度显示多幅图像的功能，类似于传统的透镜打印技术，但无需使用透镜层。此外，该方法还扩展了显示功能，支持多种偏振状态。通过控制三个偏振通道的复杂振幅，该技术通过数值模拟和实验验证了生成13幅独特的灰度水墨画图像、49个二进制图案以及三组共25个3D纳米打印图像的能力。这些结果创下了迄今为止记录的最高分辨率图像数量，为现代光学应用开辟了新的可能性，包括但不限于光学加密、光学数据存储、轻量化显示器、增强现实和虚拟现实等领域。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。