复旦大学信息学院光科系孙树林副研究员与物理学系周磊教授等人合作在美国光学学会（OSA）旗舰期刊《Advances in Optics and Photonics》（影响因子21.3）上发表邀请综述论文，题为“电磁超构表面：物理及应用”（Electromagnetic  metasurfaces : physics and applications）,该论文于2019年6月19日在线发表（Ref: Adv. Opt. Photon. 11(2), 380-479 (2019), DOI: 10.1364/AOP.11.000380）。《Advances in Optics and Photonics》是光学领域顶级综述期刊，年发文量仅10余篇。

  复旦大学团队多年来在超构表面领域做出许多开创性的贡献，曾提出利用各向异性超构表面高效调控光的偏振、利用梯度超构表面实现三维传输波与两维表面波的高效耦合等新概念，相关成果曾荣获“中国光学重要成果奖”（2012），“上海市自然科学一等奖”（2016）等奖项。团队投入了将近半年的时间，撰写一百页篇幅长文对超构表面领域近十余年的发展历程进行系统总结，指明了超构表面领域的未来发展方向。该著作在通讯评审中受到了得到审稿人的高度评价：“I would like to personally thank the authors for putting together this excellent review paper”（我个人非常感谢作者们撰写出这样一篇杰出的综述）。

  超构表面领域研究不仅要实现自由调控光这一梦想，而且具有重大基础科学意义，还在能源、信息、国防等领域具有广阔的应用前景。虽然人类对光现象的认识已有上千年，然而人们调控光的手段还非常的传统和有限。例如, 为了为实现光的聚焦，人们长期以来还是借助加工特殊曲面的光学棱镜，这些传统器件存在尺寸大、重型化、功能有限等缺陷，不利于未来光学应用的需求。

  近年来，复旦大学该研究团队提出了超构表面的全新概念，这是一种将亚波长尺寸的人工微结构按照特定排列方式组成的平面超构材料。通过精心设计超构表面上的人工微结构，可任意调控其光学响应，实现众多绚丽多姿的光学现象。人们基于均匀型超构表面，通过精心设计“人工微结构”的光学响应，实现了对光的振幅、相位、偏振等基本性质的任意控制。举例来说，复旦该团队曾设计出超构表面让光像“崂山道士”一样穿过不透明的障碍物，波士顿学院团队曾设计超构表面像“平面黑洞”一样将光完美吸收。

  复旦该团队还发现人工微结构的“排列方式”这一自由度的重要性。在两维平面的不同位置处放置具有不同光学响应的人工微结构，人们可以像“玩拼图游戏”一样任意剪裁光的波前分布，例如哈佛团队曾设计出超表面将可垂直入射光反射或折射到任意的方向上去，而复旦该团队提出超构表面甚至是可以将三维光“压缩为”为两维光。这些效应不再满足经典的斯涅耳定律，而是由“广义斯涅耳定律”来描述。相较传统光学器件，超构表面具有尺寸小、重量轻、易制备集成等众多优势，符合人们对未来小型化、高集成光学器件的理想要求，超构表面已经成为现代光学的前沿领域。

图. 超表面的奇异电磁调控效应

  复旦大学信息学院孙树林副研究员是论文第一作者，复旦大学物理学系何琼副教授、中科院技物所郝加明研究员、上海大学肖诗逸教授为共同作者，复旦大学物理学系周磊教授为论文的通讯作者，相关工作得到国家自然科学基金、科技部重点研发计划、上海市重点基金、复旦-长光所合作基金等项目的资助。

全文链接：https://www.osapublishing.org/aop/abstract.cfm?uri=aop-11-2-380