近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院張狂教授團(tuán)隊(duì)提出近零損耗的電磁波任意極化態(tài)轉(zhuǎn)換概念，為實(shí)現(xiàn)高效率、緊湊型的任意極化轉(zhuǎn)換器件及系統(tǒng)提供全新范式。相關(guān)成果發(fā)表在《自然·通訊》（Nature Communications）上。該研究成果創(chuàng)新性地闡明并驗(yàn)證了非正交本征模態(tài)在極化轉(zhuǎn)換及波前調(diào)節(jié)中的作用，為高效率極化信道擴(kuò)容提供理論途徑，有望應(yīng)用于未來(lái)無(wú)線通信極化復(fù)用及信息加密技術(shù)當(dāng)中。

隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，定制化的橢圓極化轉(zhuǎn)換在偏振成像、信息加密與存儲(chǔ)、智能虛擬現(xiàn)實(shí)等應(yīng)用中將發(fā)揮重要作用。電磁超構(gòu)表面為橢圓極化波的調(diào)節(jié)提供了可行途徑，但受限于物理結(jié)構(gòu)，其對(duì)任意橢圓態(tài)的極化轉(zhuǎn)換效率始終無(wú)法突破，在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨挑戰(zhàn)。針對(duì)這一問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)提出非正交超構(gòu)表面的物理概念，通過(guò)建立非正交本征模態(tài)與極化轉(zhuǎn)換效率間的解析模型，從理論上證明了打破本征模態(tài)的正交性是實(shí)現(xiàn)任意極化態(tài)無(wú)耗轉(zhuǎn)換的必要前提。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，非正交超構(gòu)表面能夠在寬帶8GHz-12GHz和大角度斜入射條件下實(shí)現(xiàn)近零損耗的任意極化轉(zhuǎn)換與傳輸，并且為極化通道的靈活選通與抑制提供全新的自由度。