本文提供了一種非共振靈活可調(diào)大各向異性超材料元胞的設計方法。此方法先設計出全介電體塊超材料,再應用到超表面器件中。相較于以往設計,具有用料單一、靈活程度高、各向異性程度大、單參數(shù)調(diào)控等優(yōu)點。該類元胞的主光軸在保持同等各向異性的情況下可以改變方向,光軸的方向是用作調(diào)控元胞特性的單一參數(shù)。我們利用透反射系數(shù)法與平均場法兩種提取等效參數(shù)的方法對比,驗證了本設計的準確性與理論可行性。通過元胞本身具備各向異性方向的靈活可調(diào)性,結(jié)合變換光學相關理論,這種超材料元胞可以實現(xiàn)如變換光學波束平移器的應用。在多種情形的仿真下,波束平移器的移波效果也與理論預期符合的比較好�；趯w塊超材料的元胞設計原理的理解,本文進一步設計了金屬-電介質(zhì)靈活可調(diào)大各向異性超表面元胞用于實現(xiàn)多種超表面光學效應。僅憑借扭轉(zhuǎn)元胞光軸方向即可實現(xiàn)在不同效應的轉(zhuǎn)換。這是利用了元胞對反射相位的調(diào)制效應。由于這種元胞有著更大各向異性,故可通過扭轉(zhuǎn)元胞光軸方向以實現(xiàn)2⁰?的相位調(diào)節(jié)范圍,以滿足一類超表面器件的要求。由此,可將多個元胞單層排列,結(jié)合廣義Snell定律,再通過將每個元胞調(diào)至合適的光軸轉(zhuǎn)向,便可獲得不同的相... 

【文章來源】：深圳大學廣東省

【文章頁數(shù)】：51 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

負折射率微波超材料

子禁帶出現(xiàn)的位置及寬度也各不相同，以至于特定構(gòu)型的光光產(chǎn)生禁帶效應。以往的理論和實驗研究表明，光子晶體也可，并且在特定條件下，光子晶體也可以用等效參數(shù)描述，準周具有負折射性質(zhì)的。，超材料的單元尺度要遠遠小于工作波長的人工周期結(jié)構(gòu)，長遠大于結(jié)構(gòu)單元尺寸），這是與通常意義上的光子晶體或者區(qū)別之一。也正是由于滿足長波條件，在波與超材料相互作用部微結(jié)構(gòu)的具體細節(jié)，只能感受到由基本單元散射體共振帶來度看，此時的超材料的結(jié)構(gòu)特性與均質(zhì)材料幾乎一樣，故在這描述超材料電磁特性的方法才比較準確。法十年里，超材料從理論概念走到了市場應用。三維超材料相比

基于可調(diào)各向異性介質(zhì)的超表面光束控制效應多重要的光學應用例如異常反射與異常折射[10,11]、亞波學和聲學幻象[16,17]等都是在這種功能表面上發(fā)展起來的象，十分重要的一點就是超表面提供的反射相位需要足共振原理的超表面已經(jīng)實現(xiàn)了上述需求[14,15,18,19]，如圖面[20]，這種超表面通過金棒做成不同夾角的“V”字，射相位的目的。


本文編號：3333861