智能电磁隐身和超散射的实验研究

发布时间：2024-12-21 20:03

　　异向介质是一类由亚波长单元结构有序或无序排列构成的人工复合材料,通过设计它的单元结构和排列方式可以获得自然界材料所不具备的特殊电磁响应,例如负折射。在过去二十年,随着变换光学理论和广义斯涅耳定律的提出,异向介质得到迅猛发展,这不仅为传统微波和光学器件的性能改进提供了新方法,也簇生了一系列新颖的电磁功能器件。本论文围绕电磁散射,依次开展了抑制散射—隐身衣、增强散射—超散射、智能散射—光计算的理论、仿真、实验研究。针对它们存在的瞬态响应机理不清晰、频带窄、结构复杂、材料制备困难、工作模式固定等关键科学问题和应用难点,开展了基于异向介质和深度学习的散射调控研究,取得了智能隐身、多频超散射和多功能光学逻辑计算等一系列成果,推进了新型异向介质器件的科学研究和实用化进程。本论文的具体研究工作如下:1.智能电磁隐身和超散射的方法研究。针对传统频域方法难以解决隐身衣和超散射的瞬态入射、宽频和色散等问题,建立了各向异性色散时域有限差分算法,揭示了隐身衣和超散射的瞬态响应机理。进一步,总结和归纳了本论文所用到的解析、数值和实验方法,并对各个方法的优缺点和适应情况进行讨论。具体地,解析方法包括变换光学方法、散...

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1介电常数和磁导率的参数空间[2]

浙江大学博士学位论文第一章绪论2拓展已有材料的电磁参数覆盖范围。正是基于这一契机，人工电磁材料的研究应运而生。图1.1介电常数和磁导率的参数空间[2]。人工电磁材料是一类由亚波长单元结构有序或无序排列构成的复合材料，其单元结构等效于天然材料中的原子或分子[3]。人工电磁材料的电磁....

图1.2（a）非线性磁响应异向介质[23]

?捶蚶藕谭蜒苌浒摺Ｓ腥さ氖牵?昝劳妇悼梢苑糯筚渴挪ǖ姆?龋?沟眯胁ê唾?逝波经过完美透镜后重新汇聚于一点，完美恢复所有空间傅里叶分量，突破衍射极限。2005年，美国加州大学伯克利分校张翔教授课题组利用银膜验证了这一概念，银膜在光频段的介电常数为负，TM极化倏逝波经过银膜后幅度得到....

图1.3（a）玫瑰花型太赫兹手性超表面[42]

浙江大学博士学位论文第一章绪论5可以在11.4o至14.9o范围内自由调节[41]，如图1.3d。近些年，科研者加快推动了超表面的实用化进程，出现了超表面隐身衣、全息成像、电磁诱导透明和无色差成像等激动人心的应用[42-50]。以无色差成像为例，2019年，国立台湾大学蔡定平教授....

图1.4变换光学球形隐身衣[18]

3.1变换光学隐身衣2006年，英国帝国理工大学Pendry教授在Science上发表论文，首次提出变换光学方法（transformationoptics），并应用于三维球形隐身衣的设计[18]。基于麦克斯韦方程的形式不变性，Pendry教授构造了一个电磁参数为不均匀且各向异性的....

本文编号：4018829