超构表面结构器件设计与制备、光计算及光全息显示：
1. 超构表面多维光场调控与信息复用
致力于突破传统光学器件对光波调控自由度的限制。建立了基于广义琼斯矩阵的超构表面设计理论体系，实现了在亚波长尺度下对光波振幅、相位、偏振、频率等多维参量的解耦与独立控制。该方向研究旨在逼近平面光学的物理极限，开发高容量的光信息复用技术，为下一代大容量光通信、光存储及复杂矢量光场产生提供关键的物理层解决方案。
2. 超构表面成像与传感技术
针对机器视觉、消费电子及生物传感对光学系统轻量化、集成化的需求，开展超构透镜（Metalens）及集成光子器件的研究。重点攻关基于超构表面的单次曝光多维成像技术，无需机械切换或滤光片即可同时获取目标的强度、相位和偏振信息，推动光学传感器向小型化、多功能化方向发展。
3. AI辅助光子学逆向设计
结合深度学习与梯度优化算法，解决复杂纳米光子结构设计中参数空间大、仿真耗时长的难题。通过构建高效的智能优化框架，自动搜索物理极限，大幅提升了波长-偏振复用等复杂器件的设计效率与性能上限，实现了从“经验设计”向“智能逆向设计”的跨越。
