信息光学、精密测量和新型传感领域，偏振态是描述光场的重要参数。如何在亚波长尺度高效塑造偏振，直接影响偏振器件的小型化和集成化。近年来，手性超表面因能在微纳尺度重塑光场而备受关注，但一个长期难题是：实验通常只能观测到远场的整体效应，难以解释单个结构单元内部光场在极短时间内的变化过程。该信息缺口导致器件设计往往依赖经验优化，微观机理和能量耗散路径难以被直接验证。 针对这一问题，研究团队将超快透射电子显微镜与光学椭偏测量进行互补融合。一上利用光致近场超快电子显微成像技术直接探测结构单元尺度的近场分布，另一方面引入远场椭偏表征为宏观偏振输出提供量化参照。通过两类测量在同一体系中的对照，团队在飞秒时间与纳米空间两个维度上同时对齐了手性结构的近场演化与远场响应，将偏振转化从"结果可见"推进到"过程可解"。 手性超表面能诱发圆二色性等手性光学响应，根本原因在于结构对称性的破缺在近场中引入方向选择性与相位差。但传统远场手段获取的是空间平均信号，难以分辨不对称响应来自结构的哪个部分、如何叠加而成。此次研究以"Γ"形金属手性单元为对象，在680—830纳米波段、线偏振光激发条件下开展成像。实验观察到近场不仅呈现与入射偏振一致的对称分布，还出现了沿垂直方向显著的非对称分量，且该非对称分量的强度与空间形态随波长呈现规律性变化。这表明偏振"变身"并非整体均匀发生，而是由局部模式竞争与增强所驱动。 为将这种观察转化为可计算的指标，团队提出"近场椭偏率"概念：通过对非对称区域与对称区域近场强度进行积分并引入整体旋转方向因子，实现对近场不对称性的量化表征。结果显示，该近场指标随波长的变化趋势与远场椭偏角等宏观椭偏量高度一致，建立起近场成像与远场测量之间的定量关联。换言之，远场看到的偏振输出能够在近场中找到对应的"源头特征"，为机理验证提供了直接证据。
这项研究用"飞秒之眼"看清了光与物质相互作用的微观过程；它不仅回答了手性超表面如何调控光偏振态的问题，更为科学家们提供了一套新的观察和思考方式。随着超快电子显微镜等先进表征手段的健全——人类对光的认识将继续深化——这必将推动光学、光电子学等领域的创新突破，为新型光学器件和光子芯片的研发提供科学基础。