光柵（grating）和全息圖（hologram）通過圖案化的表面進行衍射從而調整光信號，雖然這種作用方式經歷了長時期的發展，仍然不斷有令人矚目的發展出現。將來的發展可能通過構建傅立葉光學界面，一種通過進行表面圖形化設計并通過傅里葉變換，產生符合一定要求的衍射效果。通常對光學波前（optical wavefront）需要對正弦波進行精確積分，并且需要多種不同振幅、空間頻率、相位的正弦波。但是由于制備技術的限制，通常這種復雜結構的表面是無法獲得的，因此限制了其發展。瑞士聯邦理工學院（ETH）David J. Norris等通過將熱掃描探針刻蝕技術、模板化技術進行結合，成功構建了同時具有周期性和非周期性的圖案化表面，并實現了對深度的連續控制和亞波長的空間分辨率。這種刻蝕方法能夠在表面上構建二維、三維結構，多分量線性光柵實現了紅色、綠光、藍光以相同的入射角通過同一個薄光柵進行操作。為了實現更好的對光進行控制，作者通過對預想結構的衍射圖案通過傅里葉轉換進行設計，具體的方法轉換為二維結構的灰度位圖，并通過熱掃描光刻技術進行處理，并且對光刻的深度進行亞納米級控制，該過程能實現6 s μm-2速度的光刻速度。通過在聚合物表面構建圖案，隨后沉積Ag將聚合物種的圖案復制到Ag上并除去聚合物層保留Ag層。這種處理方法同樣能作為模板、蝕刻掩模用于其他材料表面復制圖案。作者通過這種處理方法考察了一維~三維表面構建情況。傅里葉表面應用。目前在光子學領域中存在一定缺點，對小型化的光學系統需求要求將多種波導集成到單薄層上，并通過衍射光對光進行耦合/退耦操作，并且對光的入射角度有特殊要求，導致這種器件結構復雜，體積較大。當使用傅里葉表面結構，能在單個界面構建三個空間分辨的頻率信息，同時對光的入射角度不再有特殊要求，能夠較大程度上降低器件的復雜性。該方法能夠實現重復二維莫爾紋、準晶、全息成像等多種不同結構衍射面，并且能夠用于生物傳感器、激光器、超表面、調制器等光學器件，拓撲結構、變換光學、谷電子學等光子學領域。Nolan Lassaline, et al. Optical Fourier surfaces, Nature 2020DOI：10.1038/s41586-020-2390-xhttps://www.nature.com/articles/s41586-020-2390-xDavid J. Norris，瑞士蘇黎世聯邦理工學院教授，研究領域主要在于研究材料的光學性質，設計半導體、金屬材料用于光學相關領域的應用，比如半導體量子點、plasmonic薄膜等。Norris教授之前是Chemistry of Materials和Advanced Functional Materials期刊的編委會成員，目前是ACS Photonics 和Nano Letters編輯顧問委員會成員。主頁：https://omel.ethz.ch/people/person-detail.html?persid=171900
