超表面能夠以高空間分辨率操縱光的幅度,相位和極化,這有別于傳統(tǒng)的光學(xué)元件利用在光傳播路徑上的相位積累來控制光波的原理,打破了傳統(tǒng)元件體積大,成本高的限制。但目前大多數(shù)對超表面的研究集中在金屬結(jié)構(gòu)上,金屬中的歐姆損耗使得它們的效率偏低,且還需多層級聯(lián)來獲得高透射系數(shù)及全相位覆蓋。全電介質(zhì)超表面則可有效的避免金屬超表面的缺陷,僅需單層即可實現(xiàn)極高的透射率,并在0-2?的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)透射波相位,實現(xiàn)對電磁波的完全控制。其可替代傳統(tǒng)的光學(xué)透鏡,提供在成像方面的支持。因此研究介質(zhì)超表面的工作機理及特性具有重要的意義�；谏鲜霰尘�,本文主要研究了用于近場成像的介質(zhì)超表面,所設(shè)計的超表面均工作在透射模式,顯示了優(yōu)良的近場聚焦成像的能力。本文首先設(shè)計了一種基于傳輸相位的圓盤單元超表面。從單元的工作機理出發(fā),結(jié)合Mie散射理論和Kerker條件,研究了介質(zhì)單元激勵電磁偶極諧振的工作特性和單元的一般設(shè)計方法。設(shè)計了一種極化不敏感波束聚焦超表面,超表面在33-37GHz內(nèi)具備波束聚焦的能力,并分析了超表面的聚焦性能,對超表面數(shù)值孔徑和偏饋角度的影響也進(jìn)行了分析。接下來設(shè)計了一種基于幾何相位的橢圓柱單元超表面。...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1模型及工作原理圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-7-d)聚焦效率曲線e)焦距分布曲線圖1-1模型及工作原理圖文獻(xiàn)[43]提出了一種石英基板上的橢圓形硅柱體單元，如圖1-2所示。單元采用高縱橫比模式，使其可實現(xiàn)多極電磁響應(yīng)，文中指出多極電磁響應(yīng)固有的適合寬帶相位操作并可實現(xiàn)近乎完全的效率傳輸。采用....

圖1-2模型及工作原理圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-7-d)聚焦效率曲線e)焦距分布曲線圖1-1模型及工作原理圖文獻(xiàn)[43]提出了一種石英基板上的橢圓形硅柱體單元，如圖1-2所示。單元采用高縱橫比模式，使其可實現(xiàn)多極電磁響應(yīng)，文中指出多極電磁響應(yīng)固有的適合寬帶相位操作并可實現(xiàn)近乎完全的效率傳輸。采用....

圖1-3超表面全息圖a)水平極化效果b)垂直極化效果

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-8-獲得3/2透射相位范圍。通過相位間隔為/2的四個納米塊實現(xiàn)離散化和像素化的超表面。并且選擇不對稱的單元，還可以實現(xiàn)極化敏感的全息惠更斯表面。通過進(jìn)一步增加全息圖的相位級數(shù)并減小像素的尺寸，可以進(jìn)一步提高全息圖效率、分辨率和復(fù)雜度，從而實現(xiàn)在全息....

圖1-5超表面單元特性及成像效果

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-9-a)b)圖1-5超表面單元特性及成像效果a)8梯度、4梯度相位單元結(jié)構(gòu)及傳輸曲線b)8梯度、4梯度相位超表面結(jié)構(gòu)及渦旋波束效果1.2.4極化復(fù)用介質(zhì)超表面研究現(xiàn)狀文獻(xiàn)[47]提出了一種方法，允許在線極化，圓極化或橢圓極化的任何一對正交狀態(tài)上施加....

本文編號：3956906