激光被誉为“最快的刀、最亮的光、最准的尺”，各类激光设备被广泛应用于商业虚拟现实（AR）、医疗和电子信息等领域中，这也使得精确控制激光特性的能力愈发重要，然而，当今的许多激光系统都依赖于单独的旋转部件来控制激光束的波长、形状和功率，这也使得这类设备体积庞大、系统复杂。
利用超构表面完全控制激光束的形状投射的复杂全息图
其提出的超构表面方法的关键思想是：通过在基板的不同位置处分别选择满足目标要求所需的相位和振幅的超单元结构，并在每个位置处实现独立的相位和振幅分布，这样就可以使得在不同位置处实现不同的功能。
利用这一方法，研究人员还设计了一种可调谐激光器，该激光器仅由一个激光二极管和一个反射超表面构成，该论文的第一作者Christina Spägele表示，“当光线入射到超表面时，不同颜色的光会向不同的方向偏转，通过对超构表面进行设计可以使目标波长的光按照正确的方向返回二极管，从而使激光器只能在该波长下工作。”而当目标波长需要改变时，仅需要相对激光二极管移动超构表面便可轻易实现，其论文作者Michele Tamagnone对此还表示“该设计比现有的波长可调激光器更紧凑、更简单，因为它不需要任何旋转组件。”
除此之外，通过设计超构表面还可以完全控制激光束的形状以透射复杂的全息图，其研究人员还展示了利用设计的超构表面将入射光分成三个独立光束的能力，且这三束光的特性完全不同，分别为：传统光束、光学涡旋光束和贝塞尔光束。
入射光经过透射的超构表面可以分成三个独立的光束，每个光束具有不同的特性——传统光束（右）、称为贝塞尔光束的光束（中）和光学涡旋（左）
Capasso对此表示：“除了可以控制任何类型的激光器外，这种在不同位置实现不同功能的超构表面，可以使得从科学仪器到增强现实或虚拟现实再到全息成像等众多应用开启了全新的道路。”
本文由光电汇编辑王越根据www.seas.harvard.edu内容编译，如需转载请注明。
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