近日，中國(guó)科學(xué)院微電子研究所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心副研究員楊妍與武漢大學(xué)教授鄭國(guó)興課題組、武漢郵電科學(xué)研究院有限公司等合作，在硅基超表面領(lǐng)域取得研究進(jìn)展，提出了一種助于空間頻率復(fù)用的技術(shù)，在一個(gè)硅基超表面上重疊的空間區(qū)域，利用空頻信息不同、同時(shí)記錄兩幅完全不同的光學(xué)圖像，并可用數(shù)字濾波器進(jìn)行高效的分離。該成果為光信息的傳輸、處理和存儲(chǔ)增添了更多的復(fù)用載體，為超表面信息復(fù)用開(kāi)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(chǔ)等領(lǐng)域得到重要應(yīng)用。

圖1 超表面空間頻率復(fù)用技術(shù)示意圖和測(cè)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(zhǎng)結(jié)構(gòu)陣列，可對(duì)光波的相位、振幅和光強(qiáng)進(jìn)行有效調(diào)控。超表面的光學(xué)響應(yīng)通常依賴于色散和偏振，因此，研發(fā)利用波長(zhǎng)和偏振特性的信息復(fù)用系統(tǒng)成為可能。然而，大部分超表面復(fù)用技術(shù)只在空間域內(nèi)實(shí)現(xiàn)。該研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了一種空頻復(fù)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(gè)硅基超表面芯片上，這兩幅全息圖片可采用兩個(gè)數(shù)字高斯濾波器進(jìn)行分離。實(shí)驗(yàn)還通過(guò)超表面納米印驗(yàn)證了空頻復(fù)用技術(shù)，對(duì)一副由兩張圖片疊加的圖片實(shí)現(xiàn)了高保真度的解復(fù)用。

這項(xiàng)工作依托于中科院微電子所先導(dǎo)中心8英寸硅光平臺(tái)實(shí)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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