郑州大学倪佩楠团队及北京工业大学团队提出了一种将介质超表面与VCSELs集成的功率光束分离器，利用大规模二维VCSEL阵列的制造优势，实现了具有任意选择比的偏振无关双通道和多通道光束分裂，以及分裂比可调的偏振光束分裂。为了验证设计的有效性，对样品进行了实验测量。结果表明，双通道功率光束分离器芯片将大部分出射光能量分配到两个相邻的衍射级次，0阶和1阶之间的分裂比可在0.92至70之间调节，1阶和-2阶之间的分裂比可在0.01至80之间调节。多通道功率光束分离器芯片将光束投射到x轴和y轴的±1阶，分裂比为6.6:4:3:1。偏振功率分离器实现了左旋圆偏振光（LCP）和右旋圆偏振光（RCP）的可调分裂比，范围为0.06至1.1。

所有设计的片上光束分离器的实验结果与模拟结果一致，进一步增强了片上集成MS-VCSELs的功能多样性。与分离式超表面光束分离器相比，器件尺寸更小，对准精度更高，在激光雷达、多路复用器和光网络等应用中展现出广阔的前景。

研究成果以题为 “On-chip Integration of Metasurface-Based Beam Splitter with Variable Split Ratio” 发表于《Laser & Photonics Reviews》上。北京工业大学Xian-Zi Pei、Lei Bao 为论文共同第一作者，北京工业大学的 Yi-Yang Xie、郑州大学Pei-Nan Ni、中国科学院半导体研究所Qiang Kan、国家纳米科学中心Pei-Pei Chen为论文共同通讯作者。