武汉大学李仲阳教授团队最新Light: science & applications:面向颜色路由器的片上非局域超表面:攻克空间复用带来的效率损失!
面向颜色路由器的片上非局域超表面：攻克空间复用带来的效率损失
武汉大学李仲阳教授团队提出并实验验证了一种基于对称性破缺准连续域束缚态（q-BIC）模式的片上非局域超表面颜色路由器新方案。团队通过精心设计具有可控尺寸缩放与不对称性的“超原子对”结构，实现了对从波导耦合到自由空间的光波的提取强度与窄带光谱的同时调控。其核心实现路径是：沿着波导对不同q-BIC共振波长的超原子像素进行空间映射与级联，从而构建出能选择性引导红、绿、蓝等基色光从特定位置定向输出的片上复用颜色路由器。该设计巧妙地利用非局域超表面的片上光传播特性，在采用空间复用架构的同时，显著提升了系统的能量利用效率，克服了传统方案在此方面的固有损耗。此项工作为发展高密度集成的复用信息路由、智能光子芯片及未来可穿戴显示技术提供了新思路。
研究成果于2026年1月12日以题为“On-chip nonlocal metasurface for color router: conquering efficiency-loss from spatial-multiplexing”发表在《Light: science & applications》上。
图1：基于q-BIC物理原理的片上颜色路由超表面示意图。图2：用于颜色路由与强度调控的片上q-BIC辅助超表面：设计原理与数值分析。图3：用于颜色路由与强度调控的片上q-BIC辅助超表面表征。图4：基于片上q-BIC辅助超表面的颜色路由微图像显示实验表征。图5：基于片上q-BIC辅助颜色像素的多色图像元显示实验展示。Shi, Y., Wan, S., Wang, Z. et al. On-chip nonlocal metasurface for color router: conquering efficiency-loss from spatial-multiplexing. Light Sci Appl15, 66 (2026). DOI：https://doi.org/10.1038/s41377-025-02146-9「超表面光学」致力打造综合、权威、前沿的光学领域信息平台，为光学科研工作者、爱好者精准传递学科前沿突破、多模态融合进程与颠覆性应用实践。 我们聚焦微纳光子学、量子光学、超快光学、计算成像等核心方向，追踪光科学与人工智能、生物医学、能源材料、空间探测等领域的深度互融，秉持 “探索、创新、突破、引领”的发展目标，为光学者构建交流平台。欢迎关注，投稿联系：2394448373@qq.com
