北京理工大学微纳光子与先进显示实验室长期从事以超表面为代表的新型微纳光学元件的基础理论、技术方法及应用等方面的研究工作，具体涉及以下几个方向：1. 全息复用与新型显示； 2. 光信息处理，新型光场调控；3. 光计算与人工智能；4. 智能检测与多维探测；5. 微纳加工；6.拓扑光子学。

研究背景：

超表面是由人工亚波长单元构成的二维平面结构，能够以亚波长分辨率对出射光的振幅、相位、偏振等多个物理量进行任意操控。超表面自由的材料选择与结构设计，为人们提供了巨大的发挥空间，具有超越传统光学器件的强大电磁波调控能力。

研究内容

一、 全息复用与新型显示

基于超表面高设计自由度等优点，发展了多种多维度的全息混合复用的方法，能够实现多参量联合调控，并将其应用于新型显示，大幅提升了信息通道数量，实现了灵活动态的光学调制。

二、 光信息处理、新型光场调控

基于超表面光调控的基本原理，研究了波前调控的新方法，提出了包括艾利光束、贝塞尔光束、广义涡旋光束等多种新型光束的生成技术，并有望将其应用于光通信、微纳制造、光学检测等方面。

三、 光计算与人工智能

基于光拥有的多种物理属性及高速并行运算能力，研究了利用超表面衍射神经网络实现目标识别等方面的应用以及基于达曼涡旋超表面光束微分运算方法的全光表达。

四、 智能检测与多维探测

提出了光纤纤端传感、光谱检测、偏振检测等多种光信息获取的方法，改善了光学智能感知系统性能，提升了对多维光信息获取的能力。

五、 微纳加工

针对实验室从事的研究领域涉及的超表面，开展Nanoscribe 双光子聚合（TPP）、飞秒激光加工、电子束光刻（EBL, 微纳加工中心）等微纳加工方法的工艺研究，培养超表面加工能力。

六、 拓扑光子学

通过探索光与物质相互作用，探究光调制的物理本质，研究了拓扑光子学等基本理论，并结合各类先进的设计方法与算法，为微纳元件的应用奠定了基础。