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二维宽带相位梯度超表面设计及实验验证

李勇峰 张介秋 屈绍波 王甲富 吴翔 徐卓 张安学

二维宽带相位梯度超表面设计及实验验证

李勇峰, 张介秋, 屈绍波, 王甲富, 吴翔, 徐卓, 张安学
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  • 针对圆极化波, 通过同极化反射超表面结构单元的空间排布, 设计实现了一种二维非色散高效相位梯度超表面. 同极化反射相位可以通过同极化反射超表面结构单元金属线的面内旋转来自由调控. 实现的相位梯度超表面可对左右旋入射波产生相反的相位梯度. 当线极化波入射到超表面上时, 反射波被分为两束向相反方向传播的圆极化波. 仿真了线极化波垂直入射时的反射功率密度谱, 仿真结果与理论上设计的异常反射方向一致. 制作了厚度为2 mm的超表面样品, 测试了其镜面反射率曲线. 实验结果表明, 线极化波垂直入射时, 超表面在9.5-19.0 GHz的镜面反射率降至-5 dB以下.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61331005, 11204378, 11274389, 11304393, 61302023)、中国博士后科学基金(批准号: 2013M532131, 2013M532221)和陕西省基础研究计划(批准号: 2011JQ8031, 2013JM6005)资助的课题.
    [1]

    Feng M D, Wang J F, Ma H, Mo W D, Ye H J, Qu S B 2013 J. Appl. Phys. 114 074508

    [2]

    Chen H Y, Wang J F, Ma H, Qu S B, Xu Z, Zhang A X, Yan M B, Li Y 2014 J. Appl. Phys. 115 154504

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    Huang X J, Yang D, Yang H L 2014 J. Appl. Phys. 115 103505

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    Ma H F, Wang G Z, Kong G S, Cui T J 2014 Opt. Mater. Express 4 1717

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    Genevet P, Yu N F, Aieta F, Lin J, Kats M A, Blanchard R, Scully M O, Gaburro Z, Capasso F 2012 Appl. Phys. Lett. 100 013101

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    Yu N F, Capasso F 2014 Nat. mater. 13 139

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    Yu N, Aieta F, Genevet P, Kats M A, Gaburro Z, Capasso F 2012 Nano Lett. 12 6328

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    Sun S L, He Q, Xiao S Y, Xu Q, Li X, Zhou L 2012 Nat. Mater. 11 426

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    Huang L L, Chen X Z, Bai B F, Tan Q F, Jin G F, Zentgraf T, Zhang S 2013 Light: Science & Applications 2 e70

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    Zhang H F, Cao D, Tao F, Yang X H, Wang Y, Yan X N, Bai L H 2010 Chin. Phys. B 19 027301

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-09-24
  • 修回日期:  2014-11-02
  • 刊出日期:  2015-05-05

二维宽带相位梯度超表面设计及实验验证

  • 1. 空军工程大学理学院, 西安 710051;
  • 2. 西安交通大学电子陶瓷与器件教育部重点实验室, 西安 710049;
  • 3. 西安交通大学电子信息工程学院, 西安 710049
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61331005, 11204378, 11274389, 11304393, 61302023)、中国博士后科学基金(批准号: 2013M532131, 2013M532221)和陕西省基础研究计划(批准号: 2011JQ8031, 2013JM6005)资助的课题.

摘要: 针对圆极化波, 通过同极化反射超表面结构单元的空间排布, 设计实现了一种二维非色散高效相位梯度超表面. 同极化反射相位可以通过同极化反射超表面结构单元金属线的面内旋转来自由调控. 实现的相位梯度超表面可对左右旋入射波产生相反的相位梯度. 当线极化波入射到超表面上时, 反射波被分为两束向相反方向传播的圆极化波. 仿真了线极化波垂直入射时的反射功率密度谱, 仿真结果与理论上设计的异常反射方向一致. 制作了厚度为2 mm的超表面样品, 测试了其镜面反射率曲线. 实验结果表明, 线极化波垂直入射时, 超表面在9.5-19.0 GHz的镜面反射率降至-5 dB以下.

English Abstract

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