[發(fā)明專利]電磁波分裂元件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110061775.6
• 申請(qǐng)日: 2011-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN102478679A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉若鵬;李岳峰;徐冠雄;季春霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳光啟高等理工研究院;深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G02B5/30
• 分類號(hào): G02B5/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁波通訊領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種電磁波分裂元件。

背景技術(shù)

超材料是一種新型材料，是由非金屬材料制成的基材和附著在基材表面上或嵌入在基材內(nèi)部的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)構(gòu)成的。人造微結(jié)構(gòu)是組成一定幾何圖形的圓柱形或扁平狀金屬絲，例如組成圓環(huán)形、I形的金屬絲等。每個(gè)人造微結(jié)構(gòu)及其附著或占據(jù)的部分基材構(gòu)成一個(gè)單元，整個(gè)超材料即是由數(shù)十萬、百萬甚至上億的這樣的單元組成的，就像晶體是由無數(shù)的晶格按照一定的排布構(gòu)成的，每個(gè)晶格即相當(dāng)于上述的人造微結(jié)構(gòu)及部分基材構(gòu)成的單元。

由于人造微結(jié)構(gòu)的存在，每個(gè)上述單元整體具有不同于基材本身的等效介電常數(shù)和等效磁導(dǎo)率，因此所有的單元構(gòu)成的超材料對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)呈現(xiàn)出特殊的響應(yīng)特性；同時(shí)，對(duì)人造微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同的具體結(jié)構(gòu)和形狀，可改變其單元的等效介電常數(shù)和等效磁導(dǎo)率，進(jìn)而改變整個(gè)超材料的響應(yīng)特性。

對(duì)于一束入射的平行電磁波，當(dāng)需要使其分裂而不改變其傳播方向時(shí)，自然界的材料和現(xiàn)有的其他人造材料都不能實(shí)現(xiàn)這種功能，人們只能著眼于上述超材料來實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)電磁波不改變其傳播方向的前提下分裂的缺陷，提供一種超材料制成的電磁波分裂元件。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種電磁波分裂元件，包括至少一個(gè)超材料片層，每個(gè)片層包括片狀的非金屬的基材、附著在所述基材上的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)；所述人造微結(jié)構(gòu)以一垂直于所述片狀基材的平面為分界面被分為第一人造微結(jié)構(gòu)和第二人造微結(jié)構(gòu)；所述第一人造微結(jié)構(gòu)/第二人造微結(jié)構(gòu)有多個(gè)，且具有相同的折射率橢球，同時(shí)折射率橢球的非尋常光光軸相互平行；每個(gè)所述第一人造微結(jié)構(gòu)和第二人造微結(jié)構(gòu)均為非90度旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，二者的折射率橢球的非尋常光光軸的夾角不為零或180度，且位于所述分界面法線的同一側(cè)。

在本發(fā)明所述的電磁波分裂元件中，所述多個(gè)第一人造微結(jié)構(gòu)/多個(gè)第二人造微結(jié)構(gòu)具有相同的幾何形狀且相互平行地均勻排布，使得其折射率橢球相同且非尋常光光軸相互平行。

在本發(fā)明所述的電磁波分裂元件中，所述第一人造微結(jié)構(gòu)和第二人造微結(jié)構(gòu)以所述分界面為對(duì)稱面對(duì)稱。

在本發(fā)明所述的電磁波分裂元件中，所述夾角的開口方向與入射電磁波的傳播方向一致。

在本發(fā)明所述的電磁波分裂元件中，所述電磁波分裂元件包括多個(gè)超材料片層，所述多個(gè)超材料片層沿垂直于所述超材料片層表面的方向堆疊為一體結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明所述的電磁波分裂元件中，所述人造微結(jié)構(gòu)為軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其對(duì)稱軸不垂直且不平行于所述分界面。

在本發(fā)明所述的電磁波分裂元件中，所述人造微結(jié)構(gòu)為“工”字形、“十”字形或者橢圓形。

在本發(fā)明所述的電磁波分裂元件中，所述人造微結(jié)構(gòu)為任意非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

實(shí)施本發(fā)明的電磁波分裂元件，具有以下有益效果：采用本發(fā)明，可以在不改變電磁波傳播方向的條件下，將一束電磁波分裂成兩束，擴(kuò)大電磁波的傳播范圍。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明的電磁波分裂元件的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示實(shí)施例的其中一個(gè)第二人造微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例的人造微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例的人造微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明第四實(shí)施例的人造微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明第五實(shí)施例的人造微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及一種電磁波分裂元件，可使一束入射的電磁波離開元件時(shí)分離成兩束電磁波。

如圖1所示，本發(fā)明的電磁波分裂元件由一個(gè)或多個(gè)厚度相同的超材料片層構(gòu)成。每個(gè)超材料片層包括等厚片狀的基材1，還包括附著在基材1前表面上或者嵌入在基材1內(nèi)部中間的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)2，人造微結(jié)構(gòu)2包括第一人造微結(jié)構(gòu)21和第二人造微結(jié)構(gòu)22。

利用一垂直于基材1前表面的平面將基材1分成兩部分，在第一部分上具有第一人造微結(jié)構(gòu)21，在第二部分上具有第二人造微結(jié)構(gòu)22，且第一人造微結(jié)構(gòu)21和第二人造微結(jié)構(gòu)22以該平面為分界面3對(duì)稱分布。第一人造微結(jié)構(gòu)21有多個(gè)，且具有完全相同的幾何形狀，并相互平行地均勻分布在基材1的第一部分表面上。第二人造微結(jié)構(gòu)22也具有多個(gè)，數(shù)量與第一人造微結(jié)構(gòu)21相同，并相互平行地均勻分布在基材1的第二部分表面上，且分別與各個(gè)第一人造微結(jié)構(gòu)21一一對(duì)應(yīng)地相對(duì)于分界面3對(duì)稱。