这种超薄材料能以两种截然不同的方式操控光线

色散是电磁波的基本特性。尽管它能产生有用的波长相关效应，但也会导致色差，且带宽越大，色差越严重。这些效应会改变转向角度、移动焦点并降低空间精度。超表面是由精心设计的亚波长超原子阵列构成的平面结构，为光的调控提供了强大手段。然而，大多数现有的消色差超表面设计在实际应用中局限于单自旋通道。在其他情况下，虽然可以处理两个自旋通道，但它们被迫共享相同的色散行为。因此，在紧凑型器件中实现双自旋相位和群延迟的完全独立控制一直是个难题，尽管这对多通道和复用光学系统至关重要。

结合几何相位实现双自旋控制 为了在单个超原子层面克服这一挑战，研究人员开发了一种混合相位框架，其中每种几何相位都发挥着独特作用。在该设计中，AA相位实现了研究团队所说的“自旋解锁”，而PB相位则提供“相位扩展”。每个超原子内部的不对称电流分布使右旋和左旋圆偏振（RCP和LCP）波沿不同路径反射。这种分离使得它们的相位和色散特性能够被独立控制。

随后，研究团队通过微调超原子的共振强度，独立调整每个自旋的群延迟。同时，利用频率调谐和局部结构旋转来设定相位，同时保持较低的非期望串扰。通过全局旋转引入的PB相位将可用相位范围扩展至接近完整的2π，且不会显著改变群延迟设计。这些要素共同构成了一种实用的单层双自旋消色差控制设计策略。

跨多频段的实验验证 研究人员通过两种工作在8-12 GHz频段的器件对其方法进行了实验验证。一类是自旋解锁消色差光束偏转器，能在整个频段内保持稳定的、自旋相关的转向。另一类是消色差超透镜，可为RCP和LCP光分配不同的聚焦功能，同时在宽频率范围内保持良好性能。

此外，研究团队还展示了将相同原理应用于0.8-1.2 THz太赫兹频段的设计。这表明该方法不仅限于电磁波谱的某一特定部分，而是一种具有广泛适用性的色散工程框架。

迈向更通用的超光学系统 这项工作将消色差超表面从单通道校正推向了完全独立的双自旋超光学领域。通过将两种自旋状态视为真正独立的自由度，该方法使单个器件能够集成多种功能，实现紧凑型光学系统。展望未来，这种混合相位设计策略有望扩展到可见光范围，应用于偏振复用成像和宽带集成光学。研究人员还指出，包括遗传算法和深度学习在内的逆向设计方法有助于加快器件优化速度，支持实际系统的部署。