OEE封面 | 芯片上的“光场魔术师”：片上超表面推动光场调控技术革新【上海科技大学邹毅教授研究团队】

研究背景

上海科技大学信息科学与技术学院邹毅教授研究团队在《光电工程》2026年第2期上发表了题为“导模辐射调控的片上超表面：进展与挑战”的封面综述文章。该文章回顾了片上超表面调控导模辐射场的研究进展，并探讨该领域的挑战及其未来发展趋势。研究团队对片上超表面调控导模辐射场领域的耦合机理、光场多自由度调控及通道复用技术等进行了系统性梳理。

图1 片上超表面实现导模辐射场调控

论文明确提出，新一代光场调控技术等核心在于实现片上集成光学平台与超表面技术等深度融合。一方面，片上集成光学平台为光场调控提供了微型化、高集成化的载体支撑；另一方面，超表面凭借纳米级人工微结构的独特优势，为光场多维度参量的灵活调控提供了核心技术支撑。此外，论文重点回顾了片上超表面的实现方案、对导模辐射光场的多自由度调控和多通道复用技术的突破。通过迂回相位、几何相位、传播相位及多个人工微结构的面内干涉效应，能够实现导模辐射光场多个维度的调控。同时可借助空间、模式、偏振与频率等多个通道，实现互相独立的波前操控。综合上述成果证实：片上超表面调控光场技术将成为新一代推动光学信息及量子通信领域的关键支撑手段。

片上超表面对导模辐射光场的调控加速了人们对光场调控的认识，推动了集成光学和纳米光子学的发展与创新。通过将人工微结构集成到片上系统，并借助多种调制手段实现导模辐射光场的振幅、相位、偏振、轨道角动量等多个光学参量的协同调控，该领域已经实现光束的偏转、聚焦、涡旋光束生成及全息图像显示等功能。这些成果有望过渡到工程应用，如：激光雷达、增强现实/虚拟现实、光通信、智能传感、超分辨成像和量子计算等领域。当下，该领域仍面临着辐射效率低下、动态调控能力弱、片上系统开发不足等挑战。随着开发新的辐射增强机理，提升微纳加工水平，引入相变材料或二维材料构建动态响应单元，拓展片上多功能模块与超表面技术深度集成，有望最终打造一个具备自主感知和调控能力高度智能化、集成化的光场调控系统。

邹毅，上海科技大学研究员，博士生导师，独立课题组负责人，2014年毕业于美国德克萨斯大学奥斯汀分校电子与计算机工程系，获博士学位。2017年7月起任职于上海科技大学信息科学与技术学院。主要从事集成光子学和纳米光子学的研究，在片上集成器件和系统领域取得了多项重要研究成果，目前已在Laser & Photonics Reviews, Applied Physics Reviews, Nano Letters, ACS Photonics, Photonics Research, Physical Review Letters, Advanced Materials等一流期刊发表学术期刊论文80余篇，主持和参与了包括基金委、军科委、中科院和上海市重大专项等多个项目。担任Photonics West和IEEE NANO 2026会议技术委员会成员，以及基金委、科技部、欧洲地区自然科学基金和香港大学教育资助项目评审工作。

编辑 | 彭诗涵 张诗杰

审核 | 杨淇名

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