2023年9月19日，北京大学物理学院学术论坛（第二十七讲）在物理学院思源多功能厅举行。复旦大学物理系主任周磊教授应邀作了题为“超构表面光场调控”（Metasurfaces for controlling light）的学术报告。论坛开始时，物理学院院长高原宁院士向周磊教授赠送了纪念品。本次论坛由物理学院凝聚态物理与材料物理研究所马仁敏教授主持。

高原宁向周磊赠送纪念品

超构表面是一种由亚波长平面型微结构单元按一定的宏观排列方式构建而成的人工复合材料，对光场具有强大的调控能力。在本次学术论坛报告中，周磊系统介绍了这一研究领域的兴起与发展，并详细介绍了如何利用超构表面实现传输光和表面波的高效耦合、超构表面光场调控中新的调控自由度和超构表面动态调控等内容。

自由的调控电磁波一直是光子研究领域的主要研究目标，独立调控传播电磁波和表面电磁波已经可以利用电磁特异介质和变换光学理论来实现，周磊提出，可以利用梯度特异介质表面的反射相位分布来补偿传播波和表面波之间的动量不匹配，实现电磁波传播波和表面束缚模式（表面波）的完美转换，这为同时调控传播波和表面波的诸多特性提供了全新的物质平台。

实现对电磁波的透射、反射和吸收等特性的自由调控在能源、信息等诸多领域都具有广泛的应用前景。周磊在本次报告中介绍了一种实现消色差无反射超构表面的新策略，揭示了由处在不同平面上的两个共振体阵列构成的双层超构体系中，共振体阵列的层间距离，可以作为全新的自由度，来实现两个共振体间近场耦合和远场耦合强度的自由调控。他揭示了当体系在满足Kerker条件时，该超构表面可以具有超宽频带消色差无反射的特性，并可在一定程度上实现透射光在透射通道和吸收通道之间的能量自由切换。

如何利用同一超构表面实现多功能的动态调控是目前超构表面研究的热点和难点。在本次报告中，周磊还介绍了一种基于全介质材料的具有双模动态调控能力的超构表面多功能器件。在不同波长的泵浦光激励下，经过精心设计的超构表面的光学响应会随着泵浦光的波长和能量密度的变化而变化。利用这一新型动态调控机制，研究人员实现了具有拓展偏振调控能力的超构表面偏振器件和只在特定泵浦光与泵浦光能量密度下展示隐藏全息图样的光学信息加密器件。该研究成果不仅揭示了泵浦光的波长可以作为一个全新的自由度来实现对超构光学器件的全光动态调控，而且提供了利用超构表面体系中共振模式设计实现多模动态调控的新思路。该工作的开展极大拓展了人们对光场的动态调控手段，为实现更多的动态可调超构表面器件提供了新思路。

周磊作报告

报告结束后，参会师生围绕相关领域积极提问交流，周磊进行了详细解答。

本期论坛线上、线下同步进行，来自物理学院和校内外相关院系的70余名师生参与现场交流，通过蔻享学术平台观看直播的观众超过4千人次。

论坛现场

报告人简介：

周磊，1997年获复旦大学博士学位，在日本东北大学(1997—2000)及香港科技大学(2000—2004)从事博士后研究，2004年加盟复旦大学物理学系，2020年起担任物理学系主任。获国家杰出青年科学基金、“长江学者”称号、万人计划“领军人才”称号、中国光学重要成果奖，上海市自然科学牡丹奖，上海市自然科学一等奖，上海市科技精英提名奖，2019年度国家自然科学二等奖等，入选美国光学学会会士。2019年起，连续入选“科睿唯安”全球高被引学者。在电磁超构材料等领域从事理论实验研究，发表包括Nature Materials在内的论文200余篇，累计被引19000余次，单篇最高引用1800余次。作为大会主席组织超构材料相关的国际会议8次，作为中方主席发起并组织中日韩三国超材料学术论坛，120余次在国际会议上作大会/主旨/特邀报告。担任Photonics Insights的创刊共主编，Nanophotonics的Managing Editor、Phys. Rev. Mater.、Opto-electronic Science等期刊的编委会成员。

北京大学物理学院学术论坛简介：

北京大学物理学院学术论坛创办于2020年9月，邀请国内外高校和研究机构高层次科技创新领军学者就物理学及相关领域的基础前沿探索、关键技术突破和热点问题等做学术演讲，旨在推进高质量学术交流，促进学科交叉融合和开拓新兴特色方向研究，培养具有科学精神、全球视野、创新能力、批判性思维的优秀青年人才。

讲座回放链接：

https://www.koushare.com/lives/room/585337