2022年11月8日，《Nano Letters》在线发表了陆培祥教授带领的“强场超快光学”创新研究群体在手性非线性超构表面中的多通道全息成像方面取得的最新研究成果，文章标题为《Chiral Third-Harmonic Metasurface for Multiplexed Holograms》。

近年来，非线性超构表面由于同时具有非线性频率转换和非线性信号波前的操纵能力受到了广泛关注，有望在非线性光学微纳器件和信息编码中得到应用。另一方面，手性超构表面可在左、右旋圆偏振(LCP或RCP）光的激发下产生不同响应，即圆二向色性(CD)。因此，发展具有手性的非线性超构表面，可以显著提高非线性超构表面的波前调控维度，在手性全息成像和数据编码等中具有重要应用前景。而之前报道中仅能同时实现手性和非线性频率转换，如何进一步获得非线性信号的波前操控能力仍然是一项具有挑战的工作。

最近，王凯教授、陆培祥教授课题组创新性地提出了一种Au/ZnO手性非线性超构表面，具有正、反“S”型的两种基本结构单元，由LCP或RCP光选择性激发，并同时通过几何相位的精确控制其三次谐波信号相位。在此基础上，成功实现了4通道三次谐波全息成像，即在LCP（或RCP）激发光下，其出射三次谐波信号中LCP（或RCP）分量的全息图案可以独立控制，如图所示为“HUST”中四个字母的独立全息成像的功能演示。另外，结果表明手性超构表面的CD系数达0.38，三次谐波信号的转换效率为10^-5，比相同厚度的ZnO薄膜提高8.6倍。这种新型的手性非线性复合超表面可同时具有精确的相位控制，圆二色性和高效的非线性转换效率，为实现高效多功能的非线性微纳器件提供了一种全新的平台。

该论文的通讯作者是王凯教授、陆培祥教授和新加坡国立大学的仇成伟教授，该项研究工作得到了国家自然科学基金项目和创新研究群体项目的资助。https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.2c02283

“HUST”四通道的三次谐波全息成像