[發明專利]一種超材料成像系統

有效

• 申請號: 201110061803.4
• 申請日: 2011-03-15
• 公開（公告）號: CN102683868A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 劉若鵬;石小紅;徐冠雄;張洋洋
• 申請（專利權）人: 深圳光啟高等理工研究院;深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光學領域，更具體地說，涉及一種超材料成像系統。

背景技術

目前，對于匯聚電磁波成像，利用凸透鏡來完成的，在光學中，利用凸透鏡匯聚電磁波能使物體在凸鏡的另一側成像，我們知道，物體放在凸透鏡焦點之外，在凸透鏡另一側成倒立的實像，實像有縮小、等大、放大三種。物距越小，像距越大，實像越大。物體放在凸透鏡焦點之內，在凸透鏡同一側成正立放大的虛像。物距越小，像距越小，虛像越小。

凸透鏡對電磁波的匯聚是通過凸透鏡的球面形狀的折射來實現電磁波的匯聚的，這種方法要得到高分辨率的成像圖就需要制造高精度的匯聚凸透鏡、設計不靈活、體積較大、從加工工藝來說不易實現、而且凸透鏡的介質很容易老化。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的實現電磁波的匯聚的凸透鏡設計不靈活、成本高以及介質容易老化等缺陷，提供一種簡單、易于實現以及成本低的超材料成像系統。

本發明解決其技術問題所采用的第一技術方案是：一種超材料成像系統，從發射源到接收天線依次包括第一超材料透鏡、待成像區域以及第二超材料透鏡，所述第一超材料透鏡以及第二超材料透鏡均存在一區段，所述區段的中部各單元的等效介電常數ε與等效磁導率μ之乘積為最高值，其它各單元的等效介電常數ε與等效磁導率μ乘積值從小到大呈漸變趨勢，且，其所述漸變趨勢向所述最高值所在的單元趨近，物體發射的電磁波經所述的第一超材料透鏡匯聚后輸入至所述的待成像區域，所述待成像區域將匯聚過的電磁波再散射入所述的第二超材料透鏡，所述的第二超材料透鏡匯聚所述散射過的電磁波后輸出至所述接收天線成像。

在本發明所述的超材料成像系統中，所述超材料由片狀基板組成，每個片狀基板上均附著有多個人造微結構，所有的人造微結構在空間中形成周期陣列。

在本發明所述的超材料成像系統中，所述超材料由多個片狀基板堆疊形成，所述所有的人造微結構在空間中呈均勻性的周期陣列。

在本發明所述的超材料成像系統中，在基材選定的情況下，通過改變人造微結構的圖案、設計尺寸和/或人造微結構在空間中的排布獲得想要的等效介電常數ε與等效磁導率μ。

在本發明所述的超材料成像系統中，所述片狀基板由陶瓷材料、環氧樹脂或聚四氟乙烯制得。

在本發明所述的超材料成像系統中，所述的每個人造微結構為一具有圖案的附著在片狀基板上的金屬線，所述的圖案為“工”字型或“工”字型的衍生型。

在本發明所述的超材料成像系統中，所述金屬線通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在片狀基板上。

在本發明所述的超材料成像系統中，所述金屬線為銅線或銀線。

實施本發明的超材料成像系統，具有以下有益效果：

1.體積小，不占用過多的空間；

2.簡單、易于實現、低成本，通過超材料對電磁波加以匯聚，不依賴電磁波匯聚設備的種類及形狀。

附圖說明

圖1是本發明第一實施例一種超材料成像系統結構方框圖；

圖2是本發明第一實施例中一種電磁波匯聚超材料結構示意圖；

圖中各標號對應的名稱為：

1基材，2人造微結構，10發射源，11片狀基板，20第一超材料透鏡，30待成像區域，40第二超材料透鏡，50接收天線，100超材料成像系統。

具體實施方式

為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。

“超材料″是指一些具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構或復合材料。通過在材料的關鍵物理尺度上的結構有序設計，可以突破某些表觀自然規律的限制，從而獲得超出自然界固有的普通性質的超常材料功能。“超材料″重要的三個重要特征：

(1)“超材料″通常是具有新奇人工結構的復合材料；

(2)“超材料″具有超常的物理性質(往往是自然界的材料中所不具備的)；

(3)“超材料″性質往往不主要決定與構成材料的本征性質，而決定于其中的人工結構。

請參閱圖1，在本發明實例中，一種超材料成像系統100，包括：第一超材料透鏡20、待成像區域30以及第二超材料透鏡40。由圖1可以看出，發射源10發出的電磁波經過第一超材料透鏡20后匯聚輸入至待成像區域30，待成像區域30再散射入第二超材料透鏡40，第二超材料透鏡40將散射光匯聚后再輸入到接收天線50成像。