介电超构表面(metasurfaces)是当前光学领域最前沿的研究和应用方向之一，其不仅具有低损耗优势，还能实现亚波长级的器件厚度。此外，它们还能在振幅、相位和偏振等多个维度上自由调控光。
这种传统光学元件所缺乏的能力对于未来光学系统的集成化、微型化和规模化具有重要意义。因此，介电超构表面吸引了越来越多的业界关注。据麦姆斯咨询介绍，剑桥大学的一支研究团队开发出了一种基于液晶的新型可调介电超构表面，研究成果已发表于Advanced Devices & Instrumentation。
通过利用介电超构表面对液晶的固有配向(alignment)效应及其电气可控特性，消除了液晶配向层材料及相关工艺的需求，从而节省了器件制造时间和成本。这对硅基液晶(LCoS)等器件具有实际意义。
研究小组通过测量器件不同角度的透射率，定量研究了超构表面本身对液晶配向效应的强度。他们得到了明暗之间25.6的对比度。与此同时，研究团队还在实验中实现了近红外通信波段94%的调制深度。
本研究提出了一种基于液晶的新型电控超构表面。通过利用超构表面对液晶的固有配向效应，省去了传统液晶器件中的配向过程，从而为传统液晶器件带来了巨大的经济价值。
此外，由于超构表面具有亚波长特性，理论上可以将器件做得非常薄，从而有效提高液晶器件的响应速度和分辨率。对于传统液晶器件(例如LCoS)而言，集成了超构表面的液晶器件具有重要的研究价值。
液晶配向质量表征结果
正交偏振器间不同面内角度捕捉的液晶配向超构表面(LCAM)器件光学图像
