研究目的
为了展示二维信息编码的强度，我们设计了可见光区域的反射型硅超表面，利用偏振和波长将信息编码到独立通道中。
研究成果
总之，我们提出了一种二维模式方案，利用波长和偏振作为独立通道，基于光子自旋依赖的介质超表面大幅提升信息加密的组合数量，从而显著提高编码信息的安全级别。
研究不足
通过单一超表面进行多光谱波前操控时，不同波长之间的串扰不可避免，这源于超原子材料固有的色散特性。
1：实验设计与方法选择：
设计过程涉及选取红（633纳米）、绿（532纳米）和蓝（473纳米）波长，以及正交光子自旋态对（圆偏振右旋与左旋）作为6个独立信道进行信息编码。加密信息通过Gerchberg-Saxton算法转换为6个相位掩模，再利用Pancharatnam-Berry（PB）相位将其编码至全息超表面中元原子的取向角。
2：样本选择与数据来源：
该超表面由对应三种不同波长的椭圆形纳米柱元原子构成，这些尺寸在亚波长超胞中实现独立复用。
3：实验设备与材料清单：
反射式超表面制备于绝缘体上硅（SOI）衬底。正性电子束抗蚀剂（ZEP-520A）旋涂于样品表面。通过感应耦合等离子体刻蚀机（Plasmalab System 100，ICP180）使用SF6与O2气体混合刻蚀SOI的230纳米厚硅顶层，从而制备出含椭圆形纳米柱元原子的超表面。
4：实验流程与操作步骤：
将超表面置于焦点位置，重建图像投射至屏幕并由相机采集。采用可单独控制偏振态的装置重建不同偏振态信道中编码的信息。
5：数据分析方法：
样本表征实验装置包含可调谐超连续谱激光源（NKT-SuperK EXU-6），用于提供470纳米至690纳米可见光波段特定波长的光源。
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tunable supercontinuum laser source
NKT- SuperK EXU-6
NKT
To provide the light with specific wavelengths in the visible regime from 470 nm to 690 nm
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Inductively Coupled Plasma Etcher
Plasmalab System 100, ICP180
To etch the 230 nm thick silicon top layer of SOI using a mixture of SF6 and O2 gases
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electron beam lithography
Vistec EBPG 5000+
Vistec
To define elliptical nanostructures on the resist film
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