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导读

在光场调控领域，如何突破现有自由度（DOFs）的限制，实现任意复杂光场的精准构建，一直是研究的热点。虽然近年来各类生成手性光场（COFs）的方案层出不穷，但现有的相位调制或超表面技术，大多只能停留在“控制旁瓣数量”等宏观层面。对于光场局部线段的长度、旋转方向以及整体的多边形畸变，缺乏有效的“微雕”手段，这极大限制了其在精密光学操控中的落地应用。如何打破这一技术天花板？本期论文提出一种模块化多层环形相位板（MMAPP）架构。通过巧妙嵌套四重相位（螺旋、轴锥、高阶与低阶交叉相位），研究人员突破性地实现了对手性光场高达9个可控自由度的完美定制！这项研究不仅将手性光场的调控精度推向了前所未有的“像素级”微雕高度，更通过详实的仿真与实验，证实了这 9 大自由度可以进行任意的联合调制。这套强大的光场定制“工具箱”，将为光信息加密与复杂微粒操控带来怎样的范式革新？

模块化多层环形相位板（MMAPP）

传统生成手性光场（COFs）的方法中，常用的多层环形相位板往往是一个整体，各个环之间的相位模式间隔是固定的，这导致其对光场的调制能力极其有限。为了打破这一僵局，论文提出一种模块化多层环形相位板（MMAPP, Modular Multilayer Annular Phase Plate）

MMAPP方法示意图

其核心设计思路是“分层嵌套与多相叠加”，研究人员将传统的层和外层两个独立模块（各包含mm 个环）。内层和外层不仅可以独立设置初始的拓扑电荷（TC）特征模式，还可以像“添加Photoshop图层”一样，在整个面上叠加其他三种功能性相位。

结果