摘要：近日，上海理工大学顾敏院士、方心远研究员团队联合澳大利亚莫纳什大学、美国华盛顿大学等顶尖实验室，在国际知名期刊《科学进展》（Science Advances）上发表了题为“超窄线宽波长-涡旋复用超表面全息术”的研究论文。论文第一作者为上海理工大学智能科技学院博

近日，上海理工大学顾敏院士、方心远研究员团队联合澳大利亚莫纳什大学、美国华盛顿大学等顶尖实验室，在国际知名期刊《科学进展》（Science Advances）上发表了题为“超窄线宽波长-涡旋复用超表面全息术”的研究论文。论文第一作者为上海理工大学智能科技学院博士生孟维佳与美国华盛顿大学的Johannes E. Fröch博士，通讯作者包括上海理工大学顾敏院士、方心远研究员以及澳大利亚莫纳什大学任浩然研究员。

01

给光戴上“智能滤镜”

如何让一张全息图承载上百幅图像？研究团队给出的答案是“AI赋能光学设计”。传统全息图设计依赖低效率的迭代优化算法，团队利用Transformer神经网络，对单张纯相位全息图进行全局优化设计，应用于具有宽波段响应能力的纳米超表面全息图，使其能够同时感受入射光波长与轨道角动量的双重变化。简单来说，就像为光波打造了“智能筛网”，仅允许特定颜色和螺旋程度的光通过，从而在可见光范围内实现了2纳米超窄线宽的高精度筛选。“AI为光雕刻出118把不同的钥匙，每把钥匙只能打开特定的信息宝库。”孟维佳比喻道。实验表明，该技术的信息加密安全性较传统方法提升超过2500倍，即使截获全息图，未掌握特定波长与涡旋参数组合的攻击者也无法破解原始信息。这种“视觉密码术”在高安全级数据存储、防伪标识等领域展现出广阔的应用前景。

02

跨国协作铸就突破

这项研究的背后，是一支横跨三大洲的科学联合团队。上海理工大学牵头，澳大利亚莫纳什大学、美国华盛顿大学等机构的专家们跨越时区壁垒，通过“虚拟实验室”共享实时数据，利用跨国设备接力完成超表面制备与测试。“就像用全球智慧拼出一张完美全息图，”方心远研究员感慨道。这种“科学无国界”的协作模式，不仅验证了超窄线宽超表面全息术作为光学密码锁的可行性，也凸显了中国在国际科技合作中的主导作用。

03

从“零”到“一”的人才培养

论文第一作者孟维佳是上海理工大学智能科技学院首位博士毕业生，其成长轨迹印证了学院“精益求精”的培养理念。在导师团队的指导下，孟维佳创新性地引入人工智能技术，成功攻克了传统方法难以逾越的技术壁垒。顾敏院士评价道：“他的研究证明，我们不仅能培养人才，更能培养定义未来技术方向的领军者。”这一成果标志着智能科技学院在交叉学科人才培养上迈出里程碑式一步。

04

从“视觉密码锁”到光学人工智能

研究团队已将该技术应用于全息视觉加密，开发出“所见非所得”的动态密码系统。例如，特定波长激光照射超表面时，会瞬间自组织成二维码或三维动态图像，而其他波段光源仅显示干扰图案。这种“光学指纹”验证技术可广泛应用于国防安全与金融防伪领域。更长远来看，团队正探索将超表面与光学神经网络结合，构建比现有电子芯片快千倍的光学人工智能芯片。

来源：周到客户端