表面等離子體亞波長光學是最近十余年來光學領域發展的重要分支。采用人為精確設計的納米金屬結構,可在遠小于波長的尺度上對電磁波的相位、振幅等特征進行調控,為超衍射成像、光刻和顯示技術提供了極具潛力的技術途徑。
中國科學院光電技術研究所微細加工光學技術國家重點實驗室通過研究發展了一種基于表面等離子體超表面的計算全息顯示技術。該技術的核心器件為一層厚度僅為幾十到百納米的金屬薄膜,相位和振幅分別由金屬薄膜上數千萬個獨立設計的納米孔結構進行調控。其像元尺寸最小僅為200nm×200nm,因此其投影全息的視場角可以覆蓋整個空間(視場角±90度)。通過這些納米孔的獨特排布方式,光子的自旋角動量和軌道角動量可以相互轉化,使得該結構具有在整個可見光波段消色差的特點,為全色域的真三維全息成像奠定了基礎。此外,通過空間頻譜的平移調控,該方法可消除傳統技術存在的零級干擾和不同顏色圖像之間的串擾問題,極大提高顯示圖像的信噪比。