微波任意平面复用超表面

双频多像多视角

一个超表面可在两条微波信道里重建多个任意平面全息像，视角与图像数量在双频段独立配置。

张清媛 · 掌桥 · Jingwen, Wang · 丁军 · Zhang, Hualiang · 陈卫东 · Chen, Chang

Advanced Optical Materials 2023

参数信息

并发图像数（10 GHz）

4

并发图像数（16 GHz）

5

超表面单元数

35 × 35

技术优势

一个超表面，多信道并行

双频超原子使一个超表面同时建立两条独立信息通道，无需堆叠或对准多层结构。

图像更多，视角更自由

10 GHz 同时出四幅，16 GHz 同时出五幅，每幅的视角可以独立设定为 45°、60° 或垂直、水平。

算法改进推动多平面复用

对 Gerchberg–Saxton 算法的修改使全息像可以重建在任意指定平面，不再局限于单一像面。

应用场景

• 微波全息成像：用单一超表面在微波频段生成多视角多平面全息像，简化成像系统结构。
• 毫米波通信：双频独立信道可用于同时传输不同信息，提高毫米波通信容量。
• 全息数据存储：任意平面复用增加存储密度，双频进一步扩展可寻址数据页。
• 微波成像系统：一个口径同时产生多幅不同视角微波图像，减少机械扫描需求。
• 多信道微波器件：超表面自身即多信道器件，可为微波前端提供并行波前调控。