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人工超材料是当今国际人员最为关注的热点问题,借助于恰当的结构设计,能够展现出天然材料所不具备的神奇物理特性。针对一类特征结构尺寸小于一个波长的更薄的超材料,人们称之为超表面。因其在厚度维度上具有的尺寸优势,极大地压缩了基于超表面的光学器件空间尺寸,从而引领芯片级光学器件及系统迈向超集成化与超大规模集成的技术发展道路。本论文基于人工超材料技术,设计特殊结构超表面实现正交圆偏振光的高效率偏振光转换,发展超薄光学波片和偏振转换器等平面功能器件。本论文综述了课题研究背景和人工超表面技术的发展及现状,总结了当