基于可调各向异性介质的超表面光束控制效应

发布时间：2021-08-10 10:05

　　本文提供了一种非共振灵活可调大各向异性超材料元胞的设计方法。此方法先设计出全介电体块超材料,再应用到超表面器件中。相较于以往设计,具有用料单一、灵活程度高、各向异性程度大、单参数调控等优点。该类元胞的主光轴在保持同等各向异性的情况下可以改变方向,光轴的方向是用作调控元胞特性的单一参数。我们利用透反射系数法与平均场法两种提取等效参数的方法对比,验证了本设计的准确性与理论可行性。通过元胞本身具备各向异性方向的灵活可调性,结合变换光学相关理论,这种超材料元胞可以实现如变换光学波束平移器的应用。在多种情形的仿真下,波束平移器的移波效果也与理论预期符合的比较好。基于对体块超材料的元胞设计原理的理解,本文进一步设计了金属-电介质灵活可调大各向异性超表面元胞用于实现多种超表面光学效应。仅凭借扭转元胞光轴方向即可实现在不同效应的转换。这是利用了元胞对反射相位的调制效应。由于这种元胞有着更大各向异性,故可通过扭转元胞光轴方向以实现2⁰?的相位调节范围,以满足一类超表面器件的要求。由此,可将多个元胞单层排列,结合广义Snell定律,再通过将每个元胞调至合适的光轴转向,便可获得不同的相... 

【文章来源】：深圳大学广东省

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

负折射率微波超材料

子禁带出现的位置及宽度也各不相同，以至于特定构型的光光产生禁带效应。以往的理论和实验研究表明，光子晶体也可，并且在特定条件下，光子晶体也可以用等效参数描述，准周具有负折射性质的。，超材料的单元尺度要远远小于工作波长的人工周期结构，长远大于结构单元尺寸），这是与通常意义上的光子晶体或者区别之一。也正是由于满足长波条件，在波与超材料相互作用部微结构的具体细节，只能感受到由基本单元散射体共振带来度看，此时的超材料的结构特性与均质材料几乎一样，故在这描述超材料电磁特性的方法才比较准确。法十年里，超材料从理论概念走到了市场应用。三维超材料相比

基于可调各向异性介质的超表面光束控制效应多重要的光学应用例如异常反射与异常折射[10,11]、亚波学和声学幻象[16,17]等都是在这种功能表面上发展起来的象，十分重要的一点就是超表面提供的反射相位需要足共振原理的超表面已经实现了上述需求[14,15,18,19]，如图面[20]，这种超表面通过金棒做成不同夹角的“V”字，射相位的目的。


本文编号：3333861