journal article·2018-07

Phase Manipulation of Electromagnetic Waves with Metasurfaces and Its Applications in Nanophotonics

Shuqi Chen, Zhi Li, Yuebian Zhang, Hua Cheng, Jianguo Tian

Advanced Optical Materials· Volume 6· Issue 13
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Abstract

Abstract Relative to conventional phase‐modulation optical elements, metasurfaces (i.e., 2D versions of metamaterials) have shown novel optical phenomena and promising functionalities with more compact platforms and more straightforward fabrication processes. With the ability to generate a spatial phase variation, optical wavefronts can be manipulated into arbitrary shapes at will, enabling new phenomena and integrated ultrathin optical devices to be explored. This review is focused on recent developments regarding phase manipulation of electromagnetic waves with metasurfaces. Starting from their underlying physics for realizing full 2π phase manipulation, an overview of the applications of such metasurfaces in nanophotonics is discussed, concluding with a discussion of future prospects in this field.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Metamaterials and Metasurfaces Applications · Orbital Angular Momentum in Optics · Plasmonic and Surface Plasmon Research

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

The Key Laboratory of Weak Light Nonlinear Photonics Ministry of Education School of Physics and Teda Applied Physics Institute Nankai University Tianjin 300071 China

The Collaborative Innovation Center of Extreme Optics Shanxi University Taiyuan Shanxi 030006 China

Funding

National Natural Science Foundation of China · Natural Science Foundation of Tianjin City

References (100+)

Show source-provided references
1. 10.1126/science.105884710.1126/science.1058847 ↗
2. 10.1126/science.109402510.1126/science.1094025 ↗
3. 10.1126/science.112590710.1126/science.1125907 ↗
4. 10.1126/science.121071310.1126/science.1210713 ↗
5. 10.1126/science.121468610.1126/science.1214686 ↗
6. 10.1038/nmat383910.1038/nmat3839 ↗
7. 10.1016/j.physrep.2016.04.00410.1016/j.physrep.2016.04.004 ↗
8. 10.1088/0034-4885/79/7/07640110.1088/0034-4885/79/7/076401 ↗
9. 10.1002/adom.20150069010.1002/adom.201500690 ↗
10. 10.1002/smtd.20160006410.1002/smtd.201600064 ↗
11. 10.1002/adom.20170054110.1002/adom.201700541 ↗
12. 10.1088/1361-6633/aa873210.1088/1361-6633/aa8732 ↗
13. 10.1364/OE.19.02174810.1364/OE.19.021748 ↗
14. Griffiths D. J. · 1999
15. 10.1103/PhysRevB.85.15545710.1103/PhysRevB.85.155457 ↗
16. 10.1038/lsa.2013.2810.1038/lsa.2013.28 ↗
17. 10.1126/sciadv.150116810.1126/sciadv.1501168 ↗
18. 10.1126/science.123539910.1126/science.1235399 ↗
19. 10.1021/nl303266810.1021/nl3032668 ↗
20. 10.1039/C4NR03163F10.1039/C4NR03163F ↗
21. 10.1002/adma.20070012310.1002/adma.200700123 ↗
22. 10.1364/OE.21.02743810.1364/OE.21.027438 ↗
23. 10.1103/PhysRevLett.110.19740110.1103/PhysRevLett.110.197401 ↗
24. 10.1021/nl500174610.1021/nl5001746 ↗
25. 10.1103/PhysRevLett.110.20390310.1103/PhysRevLett.110.203903 ↗
26. 10.1103/PhysRevLett.108.09740210.1103/PhysRevLett.108.097402 ↗
27. 10.1038/ncomms216710.1038/ncomms2167 ↗
28. 10.1021/nn402736f10.1021/nn402736f ↗
29. 10.1364/OL.39.00628510.1364/OL.39.006285 ↗
30. 10.1002/adom.20140058410.1002/adom.201400584 ↗
31. 10.1364/OE.23.00229310.1364/OE.23.002293 ↗
32. 10.1021/acsphotonics.5b0067810.1021/acsphotonics.5b00678 ↗
33. 10.1021/acs.nanolett.5b0292610.1021/acs.nanolett.5b02926 ↗
34. 10.1021/acs.nanolett.5b0175210.1021/acs.nanolett.5b01752 ↗
35. 10.1002/lpor.20150004110.1002/lpor.201500041 ↗
36. 10.1038/ncomms1036710.1038/ncomms10367 ↗
37. 10.1038/ncomms1253310.1038/ncomms12533 ↗
38. 10.1007/BF0304605010.1007/BF03046050 ↗
39. 10.1080/0950034871455132110.1080/09500348714551321 ↗
40. 10.1364/OL.26.00142410.1364/OL.26.001424 ↗
41. 10.1364/OL.27.00114110.1364/OL.27.001141 ↗
42. 10.1063/1.153930010.1063/1.1539300 ↗
43. 10.1103/PhysRevA.82.05381110.1103/PhysRevA.82.053811 ↗
44. 10.1364/OE.20.01588210.1364/OE.20.015882 ↗
45. 10.1021/nl303031j10.1021/nl303031j ↗
46. 10.1002/adma.20140504710.1002/adma.201405047 ↗
47. 10.1002/adma.20140148410.1002/adma.201401484 ↗
48. 10.1103/PhysRevB.91.12542110.1103/PhysRevB.91.125421 ↗
49. 10.1038/nnano.2015.210.1038/nnano.2015.2 ↗
50. 10.1002/adfm.20150204610.1002/adfm.201502046 ↗
51. 10.1038/srep3548510.1038/srep35485 ↗
52. 10.1126/science.125321310.1126/science.1253213 ↗
53. 10.1126/science.aaf664410.1126/science.aaf6644 ↗
54. 10.1021/acs.nanolett.6b0189710.1021/acs.nanolett.6b01897 ↗
55. 10.1002/adom.20150028510.1002/adom.201500285 ↗
56. 10.1038/nmat426710.1038/nmat4267 ↗
57. 10.1103/PhysRevLett.113.03390110.1103/PhysRevLett.113.033901 ↗
58. 10.1103/PhysRevLett.115.20740310.1103/PhysRevLett.115.207403 ↗
59. 10.1021/acs.nanolett.5b0252410.1021/acs.nanolett.5b02524 ↗
60. 10.1021/acs.nanolett.6b0362610.1021/acs.nanolett.6b03626 ↗
61. 10.1021/acs.nanolett.5b0172710.1021/acs.nanolett.5b01727 ↗
62. 10.1126/science.aaa249410.1126/science.aaa2494 ↗
63. 10.1021/nl202324s10.1021/nl202324s ↗
64. 10.1364/JOSAA.16.00114310.1364/JOSAA.16.001143 ↗
65. 10.1109/LPT.2014.232594710.1109/LPT.2014.2325947 ↗
66. 10.1038/nnano.2015.18610.1038/nnano.2015.186 ↗
67. 10.1039/C6RA27741A10.1039/C6RA27741A ↗
68. 10.1038/ncomms806910.1038/ncomms8069 ↗
69. 10.1002/adom.20170058510.1002/adom.201700585 ↗
70. 10.1021/acs.nanolett.6b0513710.1021/acs.nanolett.6b05137 ↗
71. 10.1364/OPTICA.3.00062810.1364/OPTICA.3.000628 ↗
72. 10.1007/0-387-37825-110.1007/0-387-37825-1 ↗
73. 10.1021/nl802830y10.1021/nl802830y ↗
74. 10.1021/nl303841n10.1021/nl303841n ↗
75. 10.1021/nl500658n10.1021/nl500658n ↗
76. 10.1021/nl100971210.1021/nl1009712 ↗
77. 10.1002/adfm.20140366910.1002/adfm.201403669 ↗
78. 10.1364/OL.40.00322910.1364/OL.40.003229 ↗
79. 10.1002/adom.20170015210.1002/adom.201700152 ↗
80. 10.1002/adom.20170041310.1002/adom.201700413 ↗
81. 10.1364/OE.25.01520810.1364/OE.25.015208 ↗
82. 10.1021/nl300204s10.1021/nl300204s ↗
83. 10.1038/srep0215510.1038/srep02155 ↗
84. 10.1021/acsnano.5b0021810.1021/acsnano.5b00218 ↗
85. 10.1021/nl504157210.1021/nl5041572 ↗
86. 10.1038/ncomms638610.1038/ncomms6386 ↗
87. 10.1063/1.498653810.1063/1.4986538 ↗
88. 10.1002/lpor.20150009410.1002/lpor.201500094 ↗
89. 10.1126/science.115269710.1126/science.1152697 ↗
90. 10.1126/science.123175810.1126/science.1231758 ↗
91. 10.1002/adom.20150006810.1002/adom.201500068 ↗
92. 10.1038/lsa.2015.6310.1038/lsa.2015.63 ↗
93. 10.1364/OPTICA.2.00086010.1364/OPTICA.2.000860 ↗
94. 10.1038/lsa.2016.27610.1038/lsa.2016.276 ↗
95. 10.1364/OE.23.01027210.1364/OE.23.010272 ↗
96. 10.1364/OPTICA.2.00071610.1364/OPTICA.2.000716 ↗
97. 10.1364/OPTICA.3.00004210.1364/OPTICA.3.000042 ↗
98. 10.1088/0957-4484/27/22/22400210.1088/0957-4484/27/22/224002 ↗
99. 10.1021/acsphotonics.6b0104610.1021/acsphotonics.6b01046 ↗
100. 10.1021/nl302516v10.1021/nl302516v ↗