科学家将元结构与不同的光波导相结合用于集成光子学等

由精心设计的具有亚波长特征的微观光子结构组成，超表面和超材料的概念已证明在超光学领域取得了丰硕的成果。以往的研究重点主要集中在应用元结构来定制自由空间中的光并开发相关设备和应用。然而，最近的研究揭示了利用亚波长元结构波导实现奇异波导现象和设计新型基于波导的器件的巨大潜力。

例如，光子集成电路因其宽带宽、高运行速度和低功耗等特殊优势而成为革新传统集成电路的有希望的候选者。尽管如此，作为集成光子学最基本的构建块，传统光波导仍然面临着体积足迹、光-物质相互作用效率受损和可用功能受限等方面的挑战。幸运的是，这里可以采用元波导的概念，为在亚波长范围内对引导光进行强大的操纵开辟了一条新途径，为波导景观注入了新的自由度，以显着提高设备性能并实现新功能。

在“光：科学与应用”杂志上发表的一篇新论文中'，来自中国、美国和的一组科学家发表了一篇综合评论文章，提供了元波导光学的全景图。各种亚波长超结构波导的最新进展被系统地编目，包括一大类光子器件和系统，这些光子器件和系统将超材料和超表面与各种光波导(电介质/等离子体/光纤)结合起来。全面总结了具有显式设计方法(包括正向和反向设计教程)和元波导的代表性应用的简要物理基础。作者强调“通过提供通用的高效耦合接口，将元光学概念与波导技术相结合，如何将光子集成电路推向新的高度，

图1简要介绍了元波导家族的生态。过多的

应用在这个灵活的操场上进行原型设计，包括，例如，超表面图案介电波导、前向设计的超材料波导、超表面或超材料混合光纤、超结构辅助等离子体波导和逆向设计的超材料波导，以命名一个很少。

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