电磁波/光波的无反射操控在电磁和光学领域中具有重要意义，如光场调控、聚焦透镜、电磁隐身等。然而，要实现无反射操控并非易事，因为这需要系统地将包括反射、透射、吸收甚至散射在内的多个波通道同时考虑进来，尤其是对于掠射情形（即入射角接近90°），因为此时波阻抗趋于零或无穷大。传统实现超宽频无反射的重要方法是利用布儒斯特效应，然而，这种方法缺少对透射波调控的自由度，尤其是吸收的调控。此外，当入射波为掠射时，需要趋于无穷大介电常数的介电材料。
近日，我院罗杰副研究员课题组在去年提出的反常布儒斯特效应（Light Sci. Appl. 10, 89 (2021)；Phys. Rev. Applied 16, 044064 (2021)）的基础上，进一步提出了反常广义布儒斯特效应这一新概念，可以在掠射下实现超宽频无反射的同时，对透射电磁波/光波实现任意操控，包括折射角与吸收率。顾名思义，反常广义布儒斯特效应是广义布儒斯特效应和反常布儒斯特效应的结合。广义布儒斯特效应保证了超宽频无反射，而反常布儒斯特效应则引入了额外的参数自由度（材料的各向异性），最终实现了对电磁波/光波的超宽频无反射操控。值得一提的是，无反射角可以任意大，而不需要高介电常数的介电材料。全波模拟和微波实验都验证了反常广义布儒斯特效应。
进一步地，基于反常广义布儒斯特效应，还提出了一种超宽频无反射的布儒斯特超表面，可以在掠射下实现对电磁波/光波的超宽频无反射吸收。值得一提的是，其物理机制完全不同于传统的无反射超表面，例如惠更斯超表面。传统无反射超表面是基于电谐振结构和磁谐振结构的共同调制，因而无反射带宽往往较窄；而布儒斯特超表面则是由简单的非谐振结构单元构成，不需要特别的磁响应，因而拥有超大的工作带宽，原则上可以从准静场一直到光频段。
研究成果题目为“Brewster metasurfaces for ultra-broadband reflectionless absorption at grazing incidence”，以苏州大学为第一单位发表在美国光学学会旗舰期刊Optica上。苏州大学硕士研究生范辉颖、南京大学褚宏晨助理研究员为论文的共同第一作者，苏州大学罗杰副研究员、苏州城市学院高雷研究员、南京大学赖耘教授为通讯作者。
上述研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金的支持。
文章链接：https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-9-10-1138&id=509744.
经典布儒斯特效应缺少对透射波调控的自由度，尤其是吸收的调控，当入射波为掠射时，需要趋于无穷大介电常数的介电材料。该工作提出的反常广义布儒斯特效应，可以在掠射入射时实现超宽带的无反射的同时，对透射波实现任意操控，包括折射角与吸收率，而不需要高介电常数的介电材料。
