全息技術能夠是一種理想無輔助設備的虛擬現實技術,在3D顯示領域、信息加密與存儲、全息防偽等方面具有重要應用價值。但是目前全息技術常用的編碼設備單元尺寸太大,限制了全息成像的觀察效果,制約了全息技術的廣泛應用。
超表面具備亞波長尺度(幾十到百納米)內調控光場相位及振幅的能力,是一種理想的全息圖編碼材料。目前超表面全息圖的加工大多采用逐點掃描的方式,加工效率低、成本高,限制了全息技術的發展,發展批量化的制備方法具有很大的現實意義。
光電所微細加工與光學技術國家重點實驗室利用表面等離子體共振光刻技術,成功實現了亞波長超表面全息圖的批量化制備。表面等離子體光刻技術相對于目前大多使用的逐點掃描加工的方式具有加工效率高、加工成本低等優勢。在光刻結構中,使用了共振腔體來放大倏逝波成分并調制成像面的電場分量,獲得了高分辨率的各向異性超表面全息結構。此外,還在傳統接觸式表面等離子體光刻技術的基礎上增加了空氣間隙,這種分離式的光刻技術能夠降低光刻過程中對于所用掩膜的損傷,進一步降低加工成本。最終加工的超表面全息圖在激光光束的照射下,實現了預先期望的全息成像,證明了所提方法的可行性。
相關結果作為封面文章發表于《先進光學材料》(Advanced Optical Materials 2017, 5, 1700429)。