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特刊 - 超表面光学和器件的进展
《材料》（ISSN 1996-1944）于 2008 年创刊。该期刊涵盖 25 个综合主题：生物材料、能源材料、先进复合材料、先进材料特性、多孔材料、制造工艺和系统、先进纳米材料和纳米技术、智能材料、薄膜和界面、催化材料、碳材料、材料化学、材料物理、光学和光子学、腐蚀、建筑和建筑材料、材料模拟和设计、电子材料、先进和功能性陶瓷和玻璃、金属和合金、软物质、聚合物材料、量子材料、材料力学、绿色材料、通用材料。《材料》为投稿高质量文章和利用其庞大的读者群提供了独特的机会。
基于碳的Ultrabroadband可调Terahertz Metasurface吸收器
摘要。碳基材料，例如石墨烯和碳纳米管，由于其出色的柔韧性，轻巧的重量和可调性，因此已成为最先进的超材料设备的变革性构件。在这项工作中，提出了一个具有超人带吸收的可调的无碳金属Terahertz（THz）跨表面，由交替的石墨和石墨烯图案组成，其中Fermi石墨烯的Fermi水平通过改变施加的电压偏置来调节，以实现可调节的Ultrabroad Bavel吸收吸收特征。特别是，当石墨烯的费米水平为1 eV时，吸收系数从7.24到16.23 THz超过90％，重要的是，吸收带宽达到8.99 THz。此外，它对入射波不敏感，并以高达50度的入射角度保持高吸收率。与THZ制度中的常规吸收器相比，这种基于碳的设备具有更高的吸收带宽，速率和性能，并且可以在各个领域中使用，包括THZ波传感，调制，可穿戴医疗保健设备和生物医学检测。
嗜热伏能转换的选择性元面过滤器的设计
Design of Selective Metasurface Filter for Thermophotovoltaic Energy Conversion Rajagopalan Ramesh, 1, 2,* Qing Ni, 1, 3 Hassan Alshehri, 1, 4 Bruno Azeredo 2 and Liping Wang 1,* Abstract Optical filters with narrow transmission band above the bandgap of thermophotovoltaic (TPV) cells are not restrained by the rigorous thermal reliability as needed for发射器。在这项工作中，提出了一种由石英底物上的铝纳米（ALNP）阵列制成的新型跨表面滤波器，以在TPV单元的带隙上方实现频谱选择性传输。光学模拟，以确定适当的ALNP周期，直径和高度，以使所得的纳米阵列阵列将在1.9μm的波长下显示窄带传输，该波长接近抗抗氧化和抗氧化衣（GASB）TPV Cell的带状频率。窄带传输增强率可以归因于相邻的Al纳米柱之间的磁极（MP）共振。通过电感能力电路电路模型以及纳米时期，直径，高度以及入射角的影响进一步证实了MP机制。此外，评估了与ALNP MetaSurface滤波器结构增强的TPV性能，还评估了对燃气TPV电池的开路电压，短路电流密度，输出电力和转换效率。
支持深度学习的具有超表面的紧凑型光学三角算子
引言三角运算作为基本数学运算家族之一，在通信与信号处理领域占有核心地位[1]。传统的用于执行三角运算的器件，如现场可编程门阵列（FPGA）[2]和数字信号处理器（DSP）[3]，通常基于电子元件，这导致速度低、功耗高，并且复杂性不可避免[4,5]。如今，呈指数级增长的通信数据和信息需要实时处理和存储，这对传统的基于电子的运算提出了严峻的挑战。因此，迫切需要一种颠覆性的数值三角运算解决方案。在过去的几年中，光学计算的出现为突破传统信号处理器的若干限制提供了可能性[6]。这种基于电磁波的计算策略避免了模数转换，允许超高速大规模并行运算[7]，这已被证明在时间积分和微分[8,9]、希尔伯特变换[10]、空间微分器[11]、逻辑门[12]和任意波形生成[13]中具有巨大潜力。
发光的钙钛矿metasurface
©2022 Wiley -VCH GMBH。保留所有权利。本文只能下载供个人使用。任何其他用途都需要事先获得版权持有人的许可。记录的版本可在线网上在http://doi.org/10.1002/adma.202109157获得。
单发定量相成像的非对称跨表面光电视
摘要：通过波前传感对纯相对象的可视化具有重要的应用，从表面效果到生物医学显微镜，通常需要涉及光空间过滤，干涉测量法或结构化照明的笨重且复杂的设置。在这里，我们引入了一种新型的图像传感器，该传感器对光传播的局部方向具有独特的敏感性，基于涂有特殊设计的等离子跨表面的标准光电探测器，从而产生了对表面正常围绕入射角的不对称响应性的不对称依赖性。使用模拟光电传动探测器平台证明了元表面设计，制造和角度敏感的操作。测量结果，结合计算成像计算，然后用来表明基于这些跨表面像素的标准摄像头或微观范围可以直接访问相位对象，而无需任何其他光学元素，而最先进的最小可检测到的最小可检测相的相比是10 mrad。此外，在同一像素阵列上具有相等和相反角度响应的传感器的组合可用于在单个镜头中执行定量相成像，并具有定制的重建算法，该算法也在这项工作中也开发。凭借其系统的微型化和测量简化，这些设备启用的相成像方法对于涉及涉及空间约束和便携式设置的应用尤其重要（例如，现场的想象和内镜和内镜）和涉及自由移动对象的测量值。
用于具有经典和量子光的可编程量子算法的超表面
摘要：超表面最近在量子领域开辟了许多应用，包括量子断层扫描和量子纠缠态的产生。超表面能够利用纳米结构的各种几何自由度来存储大量信息，有望在处理量子信息方面发挥作用。本文，我们提出并通过实验证明了一种可编程超表面，它能够使用单光子经典光和量子光执行量子算法。我们的方法将多种可编程量子算法和操作（如 Grover 搜索算法和量子傅里叶变换）编码到超表面上的同一超透镜阵列上。空间光调制器选择性地激发不同的超透镜组来执行量子算法，而单光子相机捕获的干涉图案用于提取有关所选输出方向上的输出状态的信息。我们的可编程量子超表面方法作为一种经济有效的量子计算和信息处理组件小型化方法具有良好的潜力。
用于具有经典和量子光的可编程量子算法的超表面
摘要：超表面最近在量子领域开辟了许多应用，包括量子断层扫描和量子纠缠态的产生。超表面能够利用纳米结构的各种几何自由度来存储大量信息，有望在处理量子信息方面发挥作用。本文，我们提出并通过实验证明了一种可编程超表面，它能够使用单光子经典光和量子光执行量子算法。我们的方法将多种可编程量子算法和操作（如 Grover 搜索算法和量子傅里叶变换）编码到超表面上的同一超透镜阵列上。空间光调制器选择性地激发不同的超透镜组来执行量子算法，而单光子相机捕获的干涉图案用于提取有关所选输出方向上的输出状态的信息。我们的可编程量子超表面方法作为一种经济有效的量子计算和信息处理组件小型化方法具有良好的潜力。
用于具有经典和量子光的可编程量子算法的超表面
摘要 ：超表面最近在量子领域开辟了许多应用，包括量子断层扫描和量子纠缠态的产生。超表面能够利用纳米结构的各种几何自由度来存储大量信息，有望在处理量子信息方面发挥作用。本文，我们提出并通过实验证明了一种可编程超表面，它能够使用单光子经典光和量子光执行量子算法。我们的方法将多种可编程量子算法和操作（如 Grover 搜索算法和量子傅里叶变换）编码到超表面上的同一超透镜阵列上。空间光调制器选择性地激发不同的超透镜组来执行量子算法，而单光子相机捕获的干涉图案用于提取有关所选输出方向上的输出状态的信息。我们的可编程量子超表面方法作为一种经济有效的量子计算和信息处理组件小型化方法具有良好的潜力。
嗜热伏能转换的选择性元面过滤器的设计
Design of Selective Metasurface Filter for Thermophotovoltaic Energy Conversion Rajagopalan Ramesh, 1, 2,* Qing Ni, 1, 3 Hassan Alshehri, 1, 4 Bruno Azeredo 2 and Liping Wang 1,* Abstract Optical filters with narrow transmission band above the bandgap of thermophotovoltaic (TPV) cells are not restrained by the rigorous thermal reliability as needed for发射器。在这项工作中，提出了一种由石英底物上的铝纳米（ALNP）阵列制成的新型跨表面滤波器，以在TPV单元的带隙上方实现频谱选择性传输。光学模拟，以确定适当的ALNP周期，直径和高度，以使所得的纳米阵列阵列将在1.9μm的波长下显示窄带传输，该波长接近抗抗氧化和抗氧化衣（GASB）TPV Cell的带状频率。窄带传输增强率可以归因于相邻的Al纳米柱之间的磁极（MP）共振。通过电感能力电路电路模型以及纳米时期，直径，高度以及入射角的影响进一步证实了MP机制。此外，评估了与ALNP MetaSurface滤波器结构增强的TPV性能，还评估了对燃气TPV电池的开路电压，短路电流密度，输出电力和转换效率。