焦散发生在不同的物理系统中，从电子显微镜的纳米级到引力透镜的天文级。作为光线的封套，光学焦散会产生尖锐的边或扩展的网络。结构光中的焦散以复杂的振幅分布为特征，创新了许多应用，包括粒子操纵、高分辨率成像技术和光学通信。然而，由于在设计具有可定制传播轨迹和平面内强度分布的焦散场方面的重大挑战，这些应用遇到了限制。鉴于此，来自新加坡国立大学的Cheng-Wei Qiu、新加坡科技设计大学的Joel K. W. Yang和浙江大学的赵道木教授等人通过研究3D打印的元表面引入“补偿相位”，用以在自由空间中形成具有弯曲轨迹的焦散场。

文章要点：

1) 该研究证实，平面内焦散图案可以在传播过程中从一个结构保留或变形到另一个结构，并且，这些超表面的大规模制造是通过快速原型和具有成本效益的双光子聚合光刻实现的；

2) 此外，该研究表明，光学元件具有超薄外形和亚毫米级扩展，为光束整形、高分辨率显微镜和光与物质相互作用研究提供了一种紧凑的生成焦散结构光的解决方案。

参考资料：

Zhou, X., Wang, H., Liu, S. et al. Arbitrary engineering of spatial caustics with 3D-printed metasurfaces. Nat. Commun. (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-48026-5

https://doi.org/10.1038/s41467-024-48026-5