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近日，沙巴体育平台测评-2025最新体育博彩趋势解析 司黎明教授团队联合清华大学杨帆教授、上海交通大学朱卫仁长聘副教授，在微波三维全息成像与多通道信息加密领域取得新进展。相关研究成果以“Complex-Amplitude Janus Metasurface for Asymmetric 3-D Holography”（复振幅雅努斯超表面非对称三维全息成像）和“Multi-Channel OAM Encrypted Holography Based on Complex-Amplitude Janus Metasurface”（复振幅雅努斯超表面多通道轨道角动量加密全息）为题发表在国际天线与传播领域顶级期刊《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》（中科院1区TOP期刊）。

图1 电磁波可控参数

电磁波是人类进行无线通信与空间感知的最重要载体。长期以来，无线系统主要围绕频率、时间、幅度、相位、极化以及空间多天线等自由度开展信息调制、传输与感知，而电磁波角动量所蕴含的空间模式自由度尚未得到充分挖掘。电磁超表面是由人工设计的亚波长结构单元构成的二维结构与材料，能够灵活调控电磁波的频率、时间、幅度、相位、极化和轨道角动量（Orbital Angular Momentum，OAM）等电磁特性参数。然而，现有全息超表面主要依赖相位调控，在信息容量和多维信息复用能力方面仍存在一定局限。OAM波束具有螺旋状的波前相位结构，不同OAM模态可作为正交模式用于复用，在拓展无线通信容量和提升频谱利用率方面极具发展潜力。但实际OAM系统仍面临模态串扰、传播距离与发散、生成/检测复杂度以及多维自由度协同控制等问题。针对上述问题，司黎明教授团队提出将复振幅雅努斯超表面的方向非对称特性与复振幅调控能力相结合，进一步引入OAM拓扑电荷这一新的信息维度，实现传播方向、传播距离和OAM模式等多个电磁自由度的协同复用，构建了从非对称三维全息成像到多通道OAM加密全息的系列技术方案，为多维电磁信息编码、计算、传输、存储、通信、感知、保密与安全提供了新思路。

图2. 复振幅雅努斯超表面非对称三维全息成像

首先，团队提出了一种基于复振幅雅努斯超表面的非对称三维全息成像方法。针对传统超表面正反向电磁响应相对对称、传播方向信息维度利用不足等问题，该方法利用雅努斯超表面的方向选择性，实现同一超表面对正、反两个传播方向加载不同的全息信息。通过对超表面单元复振幅调控，利用不同传播方向下的幅度和相位响应与空间传播特性映射关系，实现了多方向、多深度全息信息的独立调控与重构。该方法突破了传统超表面主要利用二维平面内幅度和相位进行信息编码的思路，将传播方向与传播距离引入信息编码维度，显著提升了电磁信息调控的自由度。该研究为突破传统超表面单一平面、单一传播方向的信息承载方式提供了新的技术路径，也为非对称三维全息成像、多维信息复用以及高容量光学信息处理提供了新的实现手段。

图3 复振幅雅努斯超表面多通道轨道角动量加密全息

在上述基础上，团队将OAM引入全息信息编码与加密过程，利用不同OAM拓扑电荷模式构建相互区分的信息通道，从而提升超表面全息的信息容量和物理层信息安全能力。通过将不同OAM模式作为独立的信息编码维度，使不同拓扑电荷在全息信息的生成、传输与重构过程中分别承担不同的信息载荷，并可将其理解为隐藏于电磁波中的“物理密钥”。只有当入射条件、传播方向以及OAM拓扑电荷等关键参数同时满足预设条件时，相应的目标全息信息才能够被正确识别与重构，从而实现信息在多个物理维度上的分层隐藏与安全传输。该方法将传播方向、传播距离与OAM拓扑电荷等多个自由度统一纳入电磁信息编码体系，实现了空间、传播和模式等多维信息资源的协同利用，拓展了传统二维幅相编码的容量边界。研究成果有望在高安全全息加密、高密度信息存储、空间复用无线通信、新型电磁显示以及信息物理融合系统等领域发挥重要作用。

论文的第一作者和通信作者单位均为北京理工大学。司黎明教授团队围绕智能电磁控制开展研究，探索智能超表面、天线理论与技术、太赫兹技术、人工智能等方向的深度融合。团队研究多种电磁自由度的协同控制理论与技术，结合人工智能电磁逆设计，实现更加灵活的动态信息加载、智能编码、实时决策并生成最优电磁响应。此项工作得到了国家自然科学基金 (批准号: 62271056、62571049、62171186、62201037)、国家重点研发计划（批准号: 2022YFF0604801）、国家市场监督管理总局专项（批准号：AKYKF2423）、北京市自然科学基金-海淀原始创新联合基金（批准号：L222042）、河北省自然科学基金（批准号：F2025105029）、毫米波国家重点实验室开放课题（批准号: KN20250214）、高等学校学科科研创新引智计划项目（批准号：B14010）的资助。

文章信息：

Liming Si, Pengcheng Tang, Qianqian Yuan, Rong Niu, Weiren Zhu, Xiue Bao, Kqiqiang Zhu, Houjun Sun, and Fan Yang, “Complex-Amplitude Janus Metasurface for Asymmetric 3-D Holography”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 74, No. 2, pp. 1904-1915, 2026.

Pengcheng Tang, Liming Si, Tianyu Ma, Haoyang Xu, Weiren Zhu, Xiue Bao, Houjun Sun, and Fan Yang, “Multi-Channel OAM Encrypted Holography Based on Complex-Amplitude Janus Metasurface”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Early Access, 2026.

论文链接：

//ieeexplore.ieee.org/document/11278547

//ieeexplore.ieee.org/document/11720213

作者简介：

汤鹏程，沙巴体育平台测评-2025最新体育博彩趋势解析 在读博士研究生，导师为司黎明教授。主要研究方向为智能超表面、智能电磁控制、太赫兹技术与应用。在Photonics Research、Research、IEEE Transactions on Antennas and Propagation、Optics Express等期刊和国际会议发表学术论文10余篇。荣获2023和2024学年北京理工大学一等奖学金、2025年度伍捍东魏茂华微波信息奖学金。

司黎明，北京理工大学教授、博士生导师、沙巴体育平台测评 副院长。从事电磁场与微波技术的教学和研究工作，涉及智能电磁控制、太赫兹技术与应用、天线理论与技术和雷达仿真与目标识别领域。主持国家自然科学基金、基础加强、北京市自然科学基金、973、863、173、民用航天等科研项目30余项。在国内外学术刊物上发表SCI/EI收录学术论文160余篇，申请和授权专利20余项，受邀作大会报告10余次。担任中国通信学会智能超表面专业委员会副主任委员、中国计量测试学会电子计量专业委员会副主任委员、全国无线电计量技术委员会委员、中国超材料学会理事、全国人工智能计量协同创新联盟理事、智能超表面技术联盟理事、国家自然科学基金评审专家、教育部学科评议组成员、北京市科委科技专家等。担任IEEE MTT-S国际微波研讨会系列、电磁学进展研究研讨会（PIERS）、国际微波与毫米波技术会议（ICMMT）、射频电子测量国际会议（CRFM）、中国微波周、全国天线年会、全国超材料大会、世界光子大会太赫兹技术及应用专题等多个学术大会学术委员会委员、程序委员会委员或分会主席。现为IEEE高级会员、中国电子学会高级会员、中国通信学会高级会员。担任北京理工大学本科专业责任教授、工程硕博士学位评定分委会委员，获北京高校优质本科教材课件、北京理工大学教学名师、“我爱我师”最受学生喜爱的教师等。