全息顯示是一種利用光學(xué)干涉原理產(chǎn)生立體圖像的技術(shù)，它能夠提供更真實(shí)、更沉浸式的視覺(jué)體驗(yàn)。全息顯示可以分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種類(lèi)型，其中靜態(tài)全息顯示使用固定的全息圖像，而動(dòng)態(tài)全息顯示使用可變的全息圖像。動(dòng)態(tài)全息顯示相比靜態(tài)全息顯示具有更高的靈活性和逼真度，因此更適合于VR和AR等應(yīng)用。

目前，動(dòng)態(tài)全息顯示主要依賴于液晶空間光調(diào)制器（LC-SLMs）或數(shù)字微鏡器件（DMDs）等電子器件來(lái)產(chǎn)生可變的全息圖像。然而，這些器件存在一些缺點(diǎn)，如分辨率低、刷新率低、功耗高、體積大、重量重等。因此，尋找一種新型的動(dòng)態(tài)全息顯示技術(shù)是非常有意義和必要的。

近年來(lái)，超表面作為一種人工結(jié)構(gòu)化材料而受到廣泛關(guān)注，它能夠通過(guò)亞波長(zhǎng)尺度的元原子來(lái)操控光場(chǎng)。超表面具有厚度薄、重量輕、損耗低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此被認(rèn)為是一種理想的動(dòng)態(tài)全息顯示平臺(tái)。超表面可以分為金屬超表面和介電超表面兩種類(lèi)型，其中金屬超表面由金屬元原子組成，而介電超表面由介電元原子組成。金屬超表面雖然具有較高的調(diào)制度，但是也伴隨著較大的歐姆損耗和熱效應(yīng)，導(dǎo)致效率低和穩(wěn)定性差。相比之下，介電超表面由于具有較低的損耗和較高的帶隙，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高效率和寬帶寬的光學(xué)調(diào)制。

介電超表面全息顯示的一個(gè)重要挑戰(zhàn)是如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)可調(diào)的全息圖像。目前，已經(jīng)有一些方法被提出來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，如使用可調(diào)節(jié)的光源、可調(diào)節(jié)的偏振器、可調(diào)節(jié)的相位器等。然而，這些方法都需要額外的光學(xué)元件或復(fù)雜的光路設(shè)計(jì)，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。另一種方法是使用液晶作為一種可調(diào)節(jié)的介質(zhì)來(lái)集成到超表面中，從而實(shí)現(xiàn)電控的動(dòng)態(tài)全息顯示。液晶具有響應(yīng)速度快、功耗低、可逆性好等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于顯示技術(shù)中。

介電超表面全息顯示的另一個(gè)重要挑戰(zhàn)是如何實(shí)現(xiàn)多功能或多信息的全息圖像。目前，已經(jīng)有一些方法被提出來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，如使用交錯(cuò)或?qū)盈B的技術(shù)來(lái)將多個(gè)全息信息嵌入到同一個(gè)超表面中 。然而，這些方法都會(huì)導(dǎo)致輸出的全息圖像存在噪聲或干擾，降低了圖像質(zhì)量和效率。另一種方法是使用自旋軌道耦合（SOC）的原理來(lái)將不同自旋態(tài)的光子編碼到不同的全息信息中，從而實(shí)現(xiàn)自旋隔離或自旋多路復(fù)用的全息顯示 。這種方法可以有效地提高信息容量和圖像質(zhì)量，但是也需要特定的偏振狀態(tài)或偏振器來(lái)激發(fā)或檢測(cè)不同自旋態(tài)的光子。

編輯：黃飛