近日，我校物理学院青年教师胡莎博士在Nature旗下权威物理期刊《Communications Physics》（中科院一区TOP）上发表了题为“Laser-induced reconfigurable wavefront control with a structured Ge2Sb2Te5-based metasurface”（DOI: 10.1038/s42005-024-01846-9）的研究型论文。胡莎博士为论文的第一作者和第一通讯作者，中科院物理所顾长志研究员为共同通讯作者，河南工业大学为第一署名单位和通讯单位。
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相变材料在相变前后具有明显的光学性质差异，是实现主动调控超表面的一种理想的功能材料。尽管相变材料超表面在光场的主动调控方面取得一定的进展，但是如何将多种可重构的光学功能集成到单个超表面中仍有待解决。基于此，作者通过将结构化的相变材料（Ge2Sb2Te5，GST）纳米棒阵列与激光直写技术相结合，实现了可重构的光场波前控制。通过精确控制激光的位置和功率，激光直写技术有助于实现GST纳米棒的定点、多级相变。由于GST材料的多级相变可提供多级光学性质的调控，GST棒阵列可实现有效的振幅和相位调控。在此基础上，我们基于单一超表面设计了各种光学器件，如相位全息成像、光束偏折器、灰度成像、完美吸收器等。结合激光直写技术的GST超表面为可重构光场调控的实现提供了一种有效的方法。
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该研究工作得到了国家自然科学基金、河南工业大学博士基金等项目的资助，以及物理学院科研团队的有力支持。物理学院自今年成立以来，科研平台建设快速发展，一线教师的科研环境得到进一步改善。该研究成果作为物理领域光学超表面方向的重要突破，将持续助力我校物理学科进入ESI 前1%学科，提升我校在国际物理领域的学术影响力，为推动我校“双一流”创建作出积极贡献。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s42005-024-01846-9
