南昌大学刘且根教授、于天宝教授、肖书源副研究员团队针对传统光谱仪与偏振仪因采用庞大光学元件而难以实现紧凑集成、且无法满足多维光学传感需求这一瓶颈问题,团队提出了一种基于超表面衍射光学网络的光谱偏振仪方案;该团队设计了一个能够在同一紧凑器件中同时完成光谱和偏振测量的集成系统,具体通过以下方式实现:利用超表面结构中依赖于波长与偏振的相位调制特性,将入射光的光谱组成和偏振状态编码为空间分辨的强度分布图,再经由与光学前端协同设计的深度神经网络进行解码,从而仅需单次拍摄即可高精度地重建出完整的光谱信息与斯托克斯参数。实验结果表明,该方法在宽波长范围内能够准确还原光谱和偏振信息,并且具备成像能力。此外,该团队还进一步设计并展示了一款芯片集成传感器原型,将上述两种测量功能融合于一枚商用图像传感器之上。这一集成平台为片上多维光学传感提供了紧凑而高效的解决方案,在通用检测、生物医学诊断以及工业计量等领域展现出重要的应用前景。
研究成果于2026年4月9日以题为“Integrated spectropolarimeter by metasurface-based diffractive optical networks”发表在《Optica》上。