基于多空间模态基复用的光学加密超表面轨道角动量全息技术研究

为解决传统轨道角动量(OAM)全息技术在单自由度(DoF)限制和光束扩散问题，研究人员提出多空间模态基复用(MSMBM)超表面OAM全息技术。通过整合空间模态基与OAM螺旋模式指数，实现了高维信息载体的多自由度控制，使全息图像分辨率提升2倍，为高容量信息存储和光学加密提供了新范式。

　　

这项突破性研究揭示了如何通过多空间模态基复用(Multi-Spatial Modal Basis Multiplexing, MSMBM)技术革新光学加密领域。传统超表面轨道角动量(Orbital Angular Momentum, OAM)全息技术虽具备纳米级分辨率，但受限于单自由度和螺旋模式指数增加导致的光束扩散问题。研究团队巧妙利用空间模态基的多维特性与OAM螺旋模式协同作用，构建出高维信息载体。非交错超表面(meta-hologram)实验证实，该方法可在相同OAM模式下整合不同空间基模态，实现双倍于传统OAM复用的信息容量，同时保持图像清晰度。这种多自由度调控策略为超高容量数据存储和防伪光学加密开辟了新途径，其独特的模态相关全息图像序列重建能力，显著提升了信息系统的安全阈值。