近日，我校信息科学与工程学院计算机科学与技术专业2022级本科生杨鹏同学以第一作者身份在中科院SCI3区期刊《Journal of Physics D: Applied Physics》（影响因子3.2）上发表题为“Polarization-Dependent Multichannel Holography on Pixel-Optimized Phase-Grafted Metasurface”的研究论文（DOI：10.1088/1361-6463/ae04f9）。

本研究紧密结合计算机专业在算法设计与离散优化等方面的优势，在超表面结构设计与相位恢复算法两方面取得重要进展。在超表面设计方面，论文提出了一种基于像素级优化的相位嫁接策略，通过计算建模与结构优化，将动力学相位与Pancharatnam-Berry（PB）集成相位在空间中垂直嫁接，实现了单层超表面下对x线偏振、y线偏振、左旋圆偏振和右旋圆偏振四种偏振态控制的全息调控。该设计充分发挥计算机辅助设计与优化能力，在无复杂多层堆叠和额外光源条件下，使各通道响应占比超过52%，交叉偏振串扰低于5%，显著提升了器件的集成度和智能化水平。

图1 相位嫁接超表面的偏振特异性响应示意图

在算法方面，针对传统Gerchberg–Saxton（GS）算法易陷入局部最优的问题，论文提出了一种混合相位恢复算法（GS-OPA），将全局GS迭代与像素级离散搜索相结合。该算法在完成初步粗优化后，通过随机像素选择、离散相位遍历和动态批处理策略实现相位精细调节，最终重建图像与目标图像的相关性系数达到99.94%，体现了计算机算法在物理建模与相位重建中的关键作用。

图2. GS算法与像素级优化相结合的流程图

该研究体现了结构设计与算法优化相结合的创新路径，不仅为多通道偏振全息提供了高性能、低串扰的实用平台，也展现了计算机科学与技术在光电交叉与智能信息器件领域的应用潜力，包括高密度光学存储、动态加密成像和裸眼3D显示等方向。

杨鹏同学在本研究中承担了核心算法开发与仿真实现工作，表现出扎实的专业素养和创新能力。此外，他还在中科院SCI 1区期刊《Laser & Photonics Reviews》和《ACS Photonics》参与发表论文两篇，并曾获2024年全国大学生物理实验竞赛二等奖、2024年及2025年全国大学生计算机设计竞赛二等奖和三等奖、2024年全国大学生数学建模竞赛湖南省一等奖等省级及以上奖励30余项，综合素质突出。

本研究得到了湖南省自然科学基金、湖南省教育厅优秀青年项目等支持。我校为论文唯一完成单位，杨鹏同学为第一作者，人工智能学院教师柯友刚副教授和曾林舟老师为共同通讯作者。

初审/陶海兰 复审/潘昕 终审/肖迎群