近日，我院唐明教授、严思琦副教授团队联合吉晓教授团队提出了一种光子频率感知驱动的自适应微波超表面技术，为实现紧凑化、高集成、强抗电磁干扰的微波超表面闭环调控提供了新的技术路径。相关研究成果以“Photonic Frequency-Sensing Adaptive Microwave Metasurface”（光子频率感知自适应微波超表面）为题发表在光学领域权威期刊Laser & Photonics Reviews上。博士生张泽、博士生郝文钰为论文共同第一作者，吉晓教授、严思琦副教授和唐明教授为论文共同通讯作者。
频率选择超表面是实现电磁波频谱调控、抑制电磁干扰和降低目标雷达散射截面的重要功能器件，在航空航天、无线通信、电磁防护等领域具有重要应用价值。随着复杂电磁环境和频率捷变雷达等应用场景的发展，超表面器件不仅需要具备可调谐频谱响应能力，还需要能够对未知入射微波信号进行实时感知和自适应调控。然而，传统有源频率选择超表面通常依赖喇叭天线等外部微波接收器件获取入射信号频率，并据此产生反馈控制信号。这类方案增加了系统体积和硬件复杂度，也容易受到强电磁环境干扰，限制了其在紧凑化、分布式和可穿戴电磁系统中的应用。
针对上述问题，研究团队提出了基于集成微波光子芯片的频率感知自适应微波超表面方案。该方案利用薄膜铌酸锂光子芯片直接感知空间微波信号，无需传统外置微波接收器件完成入射信号捕获；同时，在传感单元中引入Fano谐振机制，增强空间电场探测灵敏度，并在光域完成高精度微波频率测量。测得的频率信息进一步作为反馈信号驱动频率选择超表面，实现对超表面频谱响应的闭环调谐。在模拟频率捷变雷达照射的实验中，该系统在入射信号频率未知的情况下，能够在工作频段内自主完成“感知—测量—调控”一体化过程，并显著抑制目标物体的雷达散射截面。实验结果表明，该系统无需人为干预即可根据入射微波频率动态调节频率选择超表面的响应特性，验证了光子频率感知在自适应电磁调控中的可行性和有效性。
该研究将光子频率感知与自适应微波超表面控制集成于统一系统，构建了具备空间微波感知、频率识别和动态重构能力的智能电磁调控平台。与依赖传统微波接收链路的方案相比，该方法在系统集成度、抗电磁干扰能力和闭环调控能力方面具有潜在优势，为面向通信、感知、电磁防护和智能隐身等应用的集成电磁系统提供了新的研究思路。
据悉，唐明教授、严思琦副教授团队长期致力于光电融合芯片、光通信与光互连以及传输与感知一体化等方向研究。在国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划等项目支持下，在Nature Communications、Advanced Photonics、Laser & Photonics Reviews等高水平期刊及国际重要会议上发表多篇论文，在高速光传输、光电融合器件和智能光通信系统等方向取得了一系列突破性成果。
