超構表面（metasurfaces）是一種新型的人工二維平面陣列結構，通過合理設計亞波長納米結構單元及排布可以實現對空間光場的調控，有望從原理層面上顛覆傳統的透鏡元件。然而，目前透射型超構表面普遍存在光學效率低的問題，制約著其應用和發展。

西安應用光學研究所光學薄膜技術研究室的科研團隊提出了一種基于光學薄膜理論的高效透射型超構表面設計方案。

先設計好超構表面，然后根據等效介質理論將超構表面等效為一層介質薄膜并作為多層膜系的最外層，最后設計與基底及入射介質匹配的增透膜系。希望增加的光學膜層能提高光能利用率，但不改變超構表面的其他光學性質。

換句話說，超構表面在實現聚焦或其他功能的同時，還能像傳統透鏡表面一樣兼容功能性光學薄膜，從而在性能上獲得進一步的提高和拓展。相關研究內容以“基于光學薄膜的高效超構表面研究”為題發表在《光學學報》期刊上。

本研究首次提出了通過利用光學薄膜來提高超構表面效率的概念設想，研究了近紅外波段超構表面透鏡的特性，并基于超構表面附加功能性光學薄膜的性質研究了增透膜對超構表面透鏡透過率和聚焦性能的影響。

模擬計算結果表明：在1450~1600 nm波段，有光學增透膜的超構表面透鏡的透過率遠高于無光學增透膜時的透過率，平均高10.5%以上；從聚焦效率對比結果來看，有光學增透膜的超構表面透鏡的聚焦效率比無增透膜時的聚焦效率平均高8.3%以上，聚焦效率最高達88.5%。所提出的超構表面結合光學薄膜的設想有望解決超構表面普遍效率低的問題。

該技術可以應用于平面透鏡、渦旋相位片、全息相位片、偏振轉換器和波長選擇器等領域，為超構表面器件設計帶來新的思路。

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