偏振法在从遥感和天文学到生物学和显微镜的广泛应用中发挥着关键作用。传统的偏振系统配备了一套偏振片、波片、分束器或滤光片，使系统体积庞大且复杂。
超表面是一种新兴的平面光学器件，具有灵活的光操纵能力，为紧凑的偏振测量提供了潜在的可能性。基于超表面，知名创业公司Metalenz也推出了面向消费类产品的Polar ID，捕捉人脸独特的极化特性，实现高安全性的人脸解锁功能。
到目前为止，基于超表面的偏振法可分为两类，一类是超透镜型，它通过不同偏振偏差下的焦点强度来获得斯托克斯参数，这不可避免地受到横向空间分辨率的限制。
另一种是光栅类型，矩阵傅里叶光学器件能够将具有不同偏振的光分裂成不同的衍射阶数，透镜的传播和组合会占用大量的空间。然而，随着现代光学的发展，对更高紧凑性和空间分辨率的需求也在增长。
在发布在《光：科学与应用》上的一篇新论文中，由中国南京大学李涛教授领导的一组科学家开发了一种非交错干涉方法，用于分析基于单层三通道手性超表面的偏振。
通过结合深度卷积神经网络，偏振法可以以快速、稳健和准确的方式工作。它既适合空间均匀度，也适用于具有高空间分辨率要求的空间均匀和非均匀偏振测量。所报道的方法具有紧凑性和高空间分辨率的优点，并将激发更有趣的检测和传感设计。
有别于其他方案在不同超表面下通过焦点强度获得Stokes参数，该工作通过直接测量单个手性超表面的强度和相位差来解析偏振。它可以支持由线性、圆形和各种椭圆偏振组成的矢量光束的偏振分辨率。研究人员总结了偏振法的工作原理：
“我们设计了一种手性超表面来独立调节共极化和两个交叉极化。通过显示的三条焦线和交点，可以获得RCP和LCP分量的幅度对比度和相位差，从而反演偏振信息。三通道调制能力使偏振法具有高空间分辨率的优点。
“构建了一个深度卷积神经网络，使偏振法在环境中具有鲁棒性，结果在很短的时间内就出来了，”他们补充道。
“所提出的技术可用于分析空间上不均匀的偏振态，如矢量光束。具有相似形态特征而不同偏振特征的物体也可以通过超表面轻松区分。毫无疑问，拟议的方案可以扩展到其他光谱波段，并符合现代光学的增强性能要求，“他们预测。
