综述：角度选择性光学超表面：原理、进展与应用

这篇综述系统阐述了角度选择性光学超表面（Angular Selective Optical Metasurfaces）的设计原理与前沿应用。通过调控能量-动量（energy-momentum）空间的电磁波响应，超表面实现了发射型（emission-type）、反射型（reflection-type）和透射型（transmission-type）的定向调控，在热管理、信息加密（ENZ）、成像与光探测（LiDAR）等领域展现出突破性潜力。

　　

设计原理与物理机制
角度选择性光学超表面的核心在于通过亚波长结构（subwavelength-scale）精确调控电磁波的动量空间响应。梯度近零介电常数（gradient ENZ）超表面和光子晶体（photonic crystals）通过各向异性设计实现宽带角度选择，而传播相位（propagation phase）和共振模式（resonance modes）则为动态调制提供基础。

光与物质相互作用的三类调控
发射型超表面：利用热辐射与超结构的耦合方向，实现非对称热发射（asymmetric thermal emission），例如通过一维光子晶体在特定角度范围（angular ranges）内增强辐射效率。
反射型超表面：基于广义反射定律（generalized laws of reflection），通过相位梯度（phase gradient）设计实现异常反射，如传播相位调控的波前整形。
透射型超表面：结合各向异性材料（anisotropic materials）和动态可调材料（如相变材料），实现角度依赖的透射率切换。

前沿应用场景
热管理领域利用定向热辐射提升光伏效率；信息加密通过角度敏感响应（angle-sensitive response）构建光学密码；交通标志通过LiDAR兼容设计增强夜间识别率。动态超表面（dynamic metasurfaces）进一步拓展了实时调控能力，例如基于半导体掺杂（doped semiconductors）的角度可调滤波器。

挑战与展望
当前瓶颈包括窄带宽（narrow bandwidth）和加工精度限制。未来方向聚焦于多物理场耦合（如热-光协同调控）和片上集成（on-chip integration），为智能传感和量子通信提供新范式。