[實用新型]基于二元超構表面的不對稱電磁波分離器

有效

• 申請號: 202021303972.5
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN212905552U
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 徐亞東;伏洋洋;高雷
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G02B1/00
• 代理公司: 蘇州三英知識產權代理有限公司 32412
• 代理人: 周仁青

本實用新型揭示了一種基于二元超構表面的不對稱電磁波分離器，所述分離器包括相對設置的第一超構光柵和第二超構光柵，第一超構光柵和第二超構光柵之間具有氣隙，第一超構光柵包括若干交替設置的第一結構單元和第二結構單元，第二超構光柵包括若干交替設置的第三結構單元和第四結構單元，第一結構單元和第二結構單元的高度h和寬度a₁均相等，相位差為π，第三結構單元和第四結構單元的高度h和寬度a₂均相等，相位差為π，且第一超構光柵的周期長度p₁與第二超構光柵的周期長度p₂滿足p₂＝2p₁。本實用新型具有很好的不對稱電磁波分裂的效果，并且分離器構簡單易于制備，通過調節周期可以控制光束的分裂角，通過改變空氣間隙的大小調節不對稱傳輸的效率。

技術領域

本實用新型屬于電磁波傳播技術領域，具體涉及一種基于二元超構表面的不對稱電磁波分離器。

背景技術

自由并且高效的控制電磁波的傳輸是研究者們一直關注的問題，超構材料的出現為實現這一目的提供了新的思路以及材料基礎。逐漸具有超薄結構以及優異的電磁波調控性能的二維人工漸變微納結構(超構表面)引起了大家的廣泛關注。光學超構表面已被用于實現眾多應用，包括光學隱身、全息成像、相干完美吸收體和光子自旋霍爾效應等。但是超薄超構表面由于其自身結構的特性具有一定的局限性，于是一種帶有覆蓋2π突變相位的非超薄漸變超構表面(即超構光柵)被提出。通過設計合理的超構光柵抑制某個級次的衍射可以實現完美的波前控制、完美的異常透反射等等。

非對稱電磁傳輸作為最重要的應用之一，能夠實現單向波傳播，已經得到了廣泛的探索。但是依舊存在整體結構復雜，制備難度大和轉換效率比較低等等。為了獲得平滑的波前，需要超構表面提供覆蓋其跨度的局部和連續相移，這通常是離散化的，并由大量單位單元實現，以實現高分辨率。因此，這些用于非對稱傳輸的光學超表面通常由多個單元組成，這不僅增加了設計的復雜性，而且由于多重反射效應，超構表面中更多的單元可以帶來更多的吸收，這可能會降低非對稱傳輸的性能。

因此，針對上述技術問題，有必要提供一種基于二元超構表面的不對稱電磁波分離器。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于二元超構表面的不對稱電磁波分離器。

為了實現上述目的，本實用新型一實施例提供的技術方案如下：

一種基于二元超構表面的不對稱電磁波分離器，所述分離器包括相對設置的第一超構光柵和第二超構光柵，第一超構光柵和第二超構光柵之間具有氣隙，第一超構光柵包括若干交替設置的第一結構單元和第二結構單元，第一結構單元包括金屬基體及填充于金屬基體內的第一介質材料，第二結構單元包括金屬基體及填充于金屬基體內的第二介質材料，第二超構光柵包括若干交替設置的第三結構單元和第四結構單元，第三結構單元包括兩組第一結構單元，第四結構單元包括兩組第二結構單元，第一結構單元和第二結構單元的高度h和寬度a₁均相等，相位差為π，第三結構單元和第四結構單元的高度h和寬度a₂均相等，相位差為π，且第一超構光柵的周期長度p₁與第二超構光柵的周期長度p₂滿足p₂＝2p₁。

一實施例中，所述分離器滿足：

p₁＝2a₁＜λ，p₂＝2a₂＞λ，θ_s＝arcsin(λ/p₂)；

其中，λ為入射電磁波的波長，θ_s為電磁波的分裂角。

一實施例中，所述第一介質材料和第二介質材料為不同的材料，第一介質材料和第二介質材料的填充厚度均為h。