在光学技术领域，空间光调制器（SLM）是三维全息显示、激光雷达等系统的关键部件，其性能直接影响成像质量和响应速度。长期以来，国际主流商用产品的时空积密度（STPD）与实现实时三维全息所需的10¹²像素/(秒·平方厘米)仍有明显差距，此瓶颈制约了虚拟现实、精密制造等应用的发展。 技术瓶颈主要来自传统调制器的物理限制。现有液晶硅（LCoS）和数字微镜（DMD）器件受材料特性影响，像素尺寸难以缩小到3微米以下；同时，电信号寻址带来的二维布线复杂、像素串扰等问题继续限制了性能提升。尽管超构表面技术为亚波长尺度调控提供了新路径，但在电寻址架构下仍面临刷新速率不足、调制维度单一等挑战。 针对这一难题，华中科技大学熊伟、高辉团队与新加坡国立大学仇成伟院士团队提出“光寻址超构表面”技术路线。该方案通过预编码静态超构表面与动态结构化光束协同，实现“以光控光”的精确调制，从而避开电互连带来的限制。实验显示，新器件像素间距缩小至756纳米，刷新间隔仅77微秒，STPD达到2.3×10¹²像素/(秒·平方厘米)，较现有技术提升约千倍。 在应用验证阶段，研究团队实现了高保真复振幅全息显示。相比传统相位调制方法，新方案可同时调控光波的振幅与相位，明显降低散斑噪声和图像伪影，提升动态全息影像的清晰度。该成果获得国家重点研发计划等项目支持，涉及的专利布局覆盖器件设计、制造工艺和系统集成等关键环节。 行业专家认为，这一突破为沉浸式显示、车载激光雷达等提供了新的技术选择，其亚波长光场操控能力在量子光学、生物显微成像等方向也具备应用潜力。随着产业化推进，我国有望在下一代光学器件竞争中获得先发优势。
这项研究展示了我国在光学器件与光子芯片方向的最新进展。光寻址超构表面技术在突破关键性能瓶颈的同时，也为三维显示、虚拟现实、激光制造等产业提供了新的技术基础。随着技术优化并走向应用落地，未来有望在数字显示、国防军工等场景形成更大影响，提升我国在新一代信息技术领域的竞争力。