超曲面已被用于制造平面透镜、新型AR眼镜，甚至用于6G中继的无线电信号上转换。由(110)砷化镓纳米晶体薄膜构成的非线性超表面可以在室温下将红外光子上转换为可见光，而无需使用冷却器或专业传感器。
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英国诺丁汉特伦特大学和澳大利亚国立大学的研究人员制造了这种超表面，并将其转移到透明玻璃上，在玻璃表面形成了一层纳米晶体。
该技术采用的光学过程是非线性和频产生(SFG)。在SFG中，两个光子，其中一个在红外光谱中，在非线性材料中相互作用，产生更高可见频率的发射。
该团队没有使用笨重且昂贵的非线性晶体，而是使用砷化葱的纳米晶体薄膜作为超表面。这就像一个平面的纳米天线阵列，用来操纵入射光的各种特性，包括其频率。
由于光学共振的激发和对自由空间的良好耦合，这种超表面可以表现出增强的频率转换。这提供了一种将红外光子向上转换为可见光的方法，透明的超表面意味着这种眼镜可以同时传输可见光和红外线。
在实验中，一个西门子星目标的红外图像照亮了超表面。目标的红外图像与第二束光束混合，并通过SFG过程向上转换为人眼最敏感的550nm处的可见绿光。
研究人员选择了1530 nm的信号束，这相当于夜光的最大波段(1500至1700 nm)，而泵浦光为860 nm，因为商业大功率激光二极管在这个波长很容易获得，而且肉眼是看不到的。
用常规相机捕捉到的可见绿色图像对应于目标的不同横向位置，包括目标完全脱离红外光束路径和超表面SFG发射的情况。尽管组成超表面的独立纳米晶体向上转换了红外信号束的不同部分，但图像很好地再现到可见的环境中。
这种超表面成像方法提供了其他机会，例如通过适当设计的超表面将特定频段转换为可见光，实现“多色”红外成像。这也可以用于激光雷达传感器，以增加自动驾驶获取的信息量。
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