近日，中國科學院微電子研究所集成電路先導工藝研發(fā)中心副研究員楊妍與武漢大學教授鄭國興課題組、武漢郵電科學研究院有限公司等合作，在硅基超表面領(lǐng)域取得研究進展，提出了一種助于空間頻率復用的技術(shù)，在一個硅基超表面上重疊的空間區(qū)域，利用空頻信息不同、同時記錄兩幅完全不同的光學圖像，并可用數(shù)字濾波器進行高效的分離。該成果為光信息的傳輸、處理和存儲增添了更多的復用載體，為超表面信息復用開辟了一條全新的途徑，有望在高端防偽、信息安全、光信息編碼、緊湊顯示、光存儲等領(lǐng)域得到重要應用。

圖1 超表面空間頻率復用技術(shù)示意圖和測試結(jié)果

圖2 基于納米磚結(jié)構(gòu)的硅基超表面電鏡圖

超表面材料是二維分布的亞波長結(jié)構(gòu)陣列，可對光波的相位、振幅和光強進行有效調(diào)控。超表面的光學響應通常依賴于色散和偏振，因此，研發(fā)利用波長和偏振特性的信息復用系統(tǒng)成為可能。然而，大部分超表面復用技術(shù)只在空間域內(nèi)實現(xiàn)。該研究通過實驗驗證了一種空頻復用的硅基超表面芯片，將兩張完全不同的全息圖片在高、低空間頻率上重疊并記錄在同一個硅基超表面芯片上，這兩幅全息圖片可采用兩個數(shù)字高斯濾波器進行分離。實驗還通過超表面納米印驗證了空頻復用技術(shù)，對一副由兩張圖片疊加的圖片實現(xiàn)了高保真度的解復用。

這項工作依托于中科院微電子所先導中心8英寸硅光平臺實現(xiàn)了基于Silicon-on-Insulator （SOI）晶圓微納工藝技術(shù)的硅基超表面芯片的工藝制備。
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