光互连与光交换需要把光束按需指向不同方向，机械微镜有运动部件、光相控阵则依赖大量相位调制器。Ghaffari 与 Yousefi 在 Scientific Reports 上的数值工作，把石墨烯可切换功分器、五根馈电纳米天线与一片反射式金属透镜集成在 10.2×16.3×6.5 μm³ 的 SiO₂ 器件里：石墨烯开关选择哪根天线发光，金属透镜再把该天线的辐射定向到 38° 仰角上的五个方位角，仿

把一束光分成两路，让它们走完不同长度的路程，再把它们重新合到一起：光程差恰好是半个波长时，合起来的光会变暗；相差一个波长时，又会重新变亮。迈克尔逊干涉仪（Michelson interferometer）就是把这个想法做成仪器的最直接方式，也是人类最早能够用光”数”出纳米级长度变化的装置之一。 它的零件并不多：一块半透

光子集成芯片靠波导完成片上光路由，但“导波到自由空间”的接口功能单一。Fang 等 2022 年发表于 Nanophotonics 的工作，把几何相位超表面直接集成在铌酸锂薄膜波导表面，让波导的 TE 本征模自己驱动亚波长天线阵列，把片上光按需辐射成聚焦、涡旋、全息等自由空间波前。

把一行字放在眼前 25 厘米处，它清晰可辨；把同一行字举到 3 米外，它立刻糊成一团。眼睛的尺寸几乎没变，视网膜与晶状体的距离也固定不动，为什么近处和远处的物体都能看清楚？反过来，为什么有人看远清楚、看近模糊，有人正好相反，而一副薄薄的镜片又能把其中一部分问题修正过来？ 这两个问题其实是同一件事的两面：眼睛是一套折射成

少模光纤要用好“空间模式”这个新维度，缺一个紧凑、低损耗、低串扰的模式（解）复用器。Oh 等 2022 年发表于 ACS Photonics 的工作，把一块反射式超表面做成法布里–珀罗腔，用伴随法逆设计优化相位分布，在一块器件的厚度内同时完成准直、聚焦、偏折与模式转换，把三路单模光纤耦合成少模光纤的 LP01/LP11a/LP11b 模式。