4月20日晚，在2023中国光学十大进展高峰论坛上，“2022中国光学十大进展”发布并举行颁奖典礼。同济大学物理科学与工程学院王占山和程鑫彬团队联合复旦大学物理学系周磊团队的科研成果“光频完美异常反射器”，入选“2022中国光学十大进展”（应用研究类）。

研究团队提出了一维多层膜结合二维超表面的准三维亚波长新结构，通过传输波和布洛赫波的高效耦合增强非局域能流调控能力，首次实现了效率优于99%的光频异常反射。该成果以“Perfect anomalous reflectors at optical frequencies”为题发表于期刊Science Advances。

将光反射到预定的非镜面反射方向是超表面的一项重要能力，也是许多实际应用的基础，如超透镜、光谱仪、激光雷达等。受限于非局域调控能力不足，光学超表面的异常反射效率低于80%，难以满足激光领域效率优于99%的需求，亟待突破异常偏折效率的科学认识，创新调控方法，获得光频完美异常偏折器件。鉴于此，研究团队从完美异常反射的物理要求出发，首先阐明了完美异常反射所需要的能流分布形式，提出了一维多层膜结合二维超表面的准三维亚波长新结构（如上图左图），通过准三维结构内传输波和布洛赫波的高效耦合（如上图右图），增强了多重散射并提高了非局域能流调控能力，在1550纳米实现了国际上效率最高的、效率优于99%的光频异常反射。

左图：准三维亚波长结构
右图：完美异常反射原理

该研究工作以光学超表面实用化的需求为导向，解决了“效率低”这个限制其走向应用的“卡脖子”问题，研究成果有望推动新型波束扫描系统等仪器装备的发展。

特别值得一提的是，该成果的第一完成人何涛博士现为同济大学物理科学与工程学院博士后研究人员，其本科就读于同济大学物理科学与工程学院光信息科学与工程专业，毕业后保送至同济大学光学专业继续攻读博士学位。何涛博士在本硕博期间，持续开展光频完美异常反射器的基础理论研究和关键技术创新，成为同济自主培养的优秀青年科研人才。