[實用新型]一種圓二色性多重全息超表面結構

有效

• 申請號: 202220191061.0
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN216850339U
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 李勇峰;王賀;秦喆;柏慧;朱志標;李辰琛;屈紹波
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 西安方諾專利代理事務所(普通合伙) 61285
• 代理人: 景麗娜

本實用新型涉及人工電磁材料技術領域，尤其涉及一種圓二色性多重全息超表面結構。所述介質基板層的一側表面設置有金屬背板層，另一側表面設置有金屬結構層，所述金屬結構層由若干個整齊排列的諧振環組成，所述諧振環具有四種編碼結構，第一種編碼結構的諧振環上未設置貼片電阻，第二種編碼結構的諧振環的左側設置有貼片電阻，第三種編碼結構的諧振環的右側設置有貼片電阻，第四種編碼結構的諧振環的左側和右側均設置有貼片電阻，所述諧振環上開設有諧振環開口。解決了現有技術中微波產生圓二色性難度大、調控圓二色性實現復雜電磁功能有限等問題，具有結構簡單的特點，便于批量加工和集成化。

技術領域

本實用新型涉及人工電磁材料技術領域，尤其涉及一種圓二色性多重全息超表面結構。

背景技術

手性是自然界物質中普遍存在的一種有趣的幾何性質，是指對映體的鏡像或反轉不對稱性。盡管手性通常與生物分子有關，但在物理學和材料科學方面引起了極大的關注。特別是，在圓極化電磁波照射下，手性有助于產生各種異常現象，這對于設計新奇的電磁設備非常有用。通常，手性結構具有圓極化轉換并產生圓二向色性效應的能力，圓二向色性材料具對不同旋向的圓極化波選擇性吸收的特性。

然而，由于自然界中手性分子的尺寸與光的波長不匹配，使得自然界中手性效應的宏觀響應受到抑制。由人工設計的諧振器陣列組成的超材料，可以通過設計工作在自然界中的材料材料通常難以實現響應的頻率范圍，從而提供較強的手性響應。隨著超材料的迅速發展，一種稱為超表面的二維形式超材料，成為為調控電磁波特性同時滿足低材料損耗和深亞波長尺度的有力工具。由于面內設計的巨大靈活性，超表面被廣泛應用于實現等效媒質的各種電磁特性，如各向同性、各向異性和手性。

特別是，手性超表面的研究涵蓋了大量的設計，頻率范圍可以覆蓋可見光到千兆赫茲(GHz)。與傳統的手性超材料相比，手性超表面可以很容易地打破n重(n2)旋轉對稱性和鏡像對稱性，從而顯著提高反射中電磁波的手性響應，具有實現二向色性的巨大潛力。

迄今為止，基于超表面的實現手性電磁效應的方法主要通過各種手性單元的設計，并且基于手性超表面獲得顯著的圓二向色性引起了學術界和工程界的關注。盡管對這個難以捉摸的學術難題的研究還處于起步階段，但已經展開了一些令人鼓舞的探索。在太赫茲和光學領域，使用手征介質/手性金納米天線、非手性定向陣列和多層結構實現手征電磁共振響應的方法得到了廣泛討論。近期，基于折紙的可重構超表面被用于通過不同的空間布局實現圓二色性的顯現和消失。

盡管現有工作能夠產生差分吸收效應或圓二色性的簡單調控，但對于微波領域圓二色性電磁調控的靈活度和功能性的提升仍然是一個學術挑戰。特別是針對微波頻段實現強圓二色性并進行多重全息成像的工作在加密通信領域有著巨大的潛力，因此值得進一步研究和探索。

實用新型內容

本實用新型提供了一種圓二色性多重全息超表面結構，解決了現有技術中微波產生圓二色性難度大、調控圓二色性實現復雜電磁功能有限等問題，具有簡單的結構，便于批量加工和集成化。

為了實現上述的技術效果，本實用新型所采用的技術方案如下：

一種圓二色性多重全息超表面結構，包括介質基板層，所述介質基板層的一側表面設置有金屬背板層，另一側表面設置有金屬結構層，所述金屬結構層由若干個整齊排列的諧振環組成，所述諧振環具有四種編碼結構，第一種編碼結構的諧振環上未設置貼片電阻，第二種編碼結構的諧振環的左側設置有貼片電阻，第三種編碼結構的諧振環的右側設置有貼片電阻，第四種編碼結構的諧振環的左側和右側均設置有貼片電阻。

優選地，所述諧振環的單元周期為p＝6.0mm，諧振環開口的長度為a＝1.2mm，諧振環外半徑r₁＝2.5mm，諧振環外半徑r₂＝2.0mm，諧振環上加載貼片電阻預留的距離為b＝1.4mm。

優選地，所述介質基板層的材質為聚四氟乙烯，所述金屬背板層和諧振環的材質均為銅材。