[發明專利]一種匯聚電磁波的超材料

有效

• 申請號: 201110091322.8
• 申請日: 2011-04-12
• 公開（公告）號: CN102480007A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 劉若鵬;季春霖;王今金
• 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;B82Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電磁通信領域，更具體地說，涉及一種利用超材料制成的匯聚電磁波的超材料。

背景技術

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部的多個人造微結構構成的。基材可以虛擬地劃分為矩形陣列排布的多個方形基材單元，每個基材單元上附著有一個人造微結構從而形成一個超材料單元，整個超材料即是由數十萬、百萬甚至上億的這樣的超材料單元組成的，就像晶體是由無數的晶格按照一定的排布構成的。每個超材料單元上的人造微結構相同或者不完全相同。人造微結構是組成一定幾何圖形的圓柱形或扁平狀金屬絲，例如組成圓環形、“工”形的金屬絲等。

由于人造微結構的存在，每個超材料單元具有不同于基材本身的等效介電常數和等效磁導率，因此所有的超材料單元構成的超材料對電場和磁場呈現出特殊的響應特性；同時，對人造微結構設計不同的具體結構和形狀，可改變其單元的等效介電常數和等效磁導率，進而改變整個超材料的響應特性。

像透鏡能匯聚平行光到一點上一樣，人們也在尋找能夠將平面電磁波匯攏甚至匯聚到一點上的超材料，只是現有技術尚未做到這一點。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的缺陷，提供一種匯聚電磁波的超材料。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種匯聚電磁波的超材料，包括沿x方向堆疊成一體的多個超材料片層，每個超材料片層包括以垂直于x方向的y方向為列、以同時垂直于x、y方向的z方向為行陣列排布的多個超材料單元，每個超材料單元具有完全相同的基材單元和附著在所述基材單元上人造微結構，每行的各個超材料單元的折射率相同，每列所述超材料單元的折射率依次為a₁，a₂，a₃，……，a_s，b₁，b₂，b₃，……，b_m，c₁，c₂，c₃，……，c_p，各個折射率滿足：a₁≤a₂≤a₃……≤a_s，c₁≥c₂≥c₃……≥c_p；其中b₁＜a_s，b_m＜c₁，且s、p均為不小于2的自然數，m為不小于1的自然數；所述人造微結構為非90度旋轉對稱結構，且其折射率橢球的非尋常光光軸不垂直且不平行于y方向。

在本發明所述的匯聚電磁波的超材料中，所述b₁，b₂，b₃，……，b_m之間存在以下關系：b₁≤b₂≤b₃……≤b_q，b_q≥b_q+1≥b_q+2≥b_q+3……≥b_m，且q為小于m的自然數。

在本發明所述的匯聚電磁波的超材料中，每列所述超材料單元的折射率還具有如下關系：(a₂-a₁)≥(a₃-a₂)……≥(a_s-a_s-1)≥(b₂-b₁)≥(b₃-b₂)……≥(b_q-1-b_q)，(b_q-b_q+1)≤(b_q+1-b_q+2)≤(b_q+2-b_q+3)……≤(b_m-1-b_m)≤(c₁-c₂)≤(c₂-c₃)≤(c_p-1-c_p)。