基於磁流變液的可控非線性電磁超材料關鍵技術研究

《基於磁流變液的可控非線性電磁超材料關鍵技術研究》是依託電子科技大學,由文光俊擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於磁流變液的可控非線性電磁超材料關鍵技術研究
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：文光俊

項目摘要

電磁超材料中微觀電/磁場強度遠高於入射電磁波的巨觀場強度，據此可發展出增強材料的非線性電磁效應的新方法，將顯著促進電磁超材料廣泛套用於非線性光學技術領域。本項目旨在研究基於磁流變液的可控非線性電磁超材料的合成機理、設計方法、仿真技術、製造工藝、工程套用途徑及方案。項目將綜合套用電動力學及彈性理論，分析基於磁流變液的可控非線性電磁超材料的合成機理與控制機制；採用等效媒質理論及傳輸矩陣法，建立超材料的等效非線性電磁參數與材料結構參數的理論模型；研究超材料的非線性電磁特性仿真分析方法；設計研製C/X波段可控非線性電磁超材料，實驗研究材料中微觀電/磁諧振結構與電磁波互作用產生的頻移、諧波、混頻、參數放大等非線性特性及其控制途徑；研究基於這類電磁超材料實現非線性光學鏡、手征材料、吸波材料和隱身斗篷的技術方案。研究目標的實現在軍事和民用領域有著迫切的套用需求，具有重要科學意義和工程套用價值。

結題摘要

本項目在國內外率先開展了基於磁流變液的可控非線性電磁超材料的合成機理、設計方法、仿真技術、製造工藝、工程套用途徑及方案等關鍵技術研究，首次提出了面向電磁超材料套用的低損耗磁流變液基體製備技術，以及基於低損耗磁流變液的可控非線性電磁超材料的基本單元結構設計與仿真最佳化方法，研製出了C/X波段可控非線性電磁超材料樣品，並對C/X波段材料樣品進行了系統深入的實驗測試研究驗證，建立起了多物理場耦合理論分析體系、電磁仿真最佳化、材料製備工藝及樣品測試等可控非線性電磁超材料系統研究方法。本項目在微波非線性電磁超材料的各參量之間相互耦合的機理及關係、各參量間非線性耦合動力學特性、非線性電磁超材料特性的受控機理及方法，在納米尺度非線性電磁結構的多物理場耦合及模式轉換、基於納米尺度非線性電磁結構的低相噪射頻/微波信號源和加速度計，在微波寬頻可調諧吸波材料、手征材料、新型小型化微波無源器件、天線等方面均取得了系列重要理論成果和技術突破。本項目嚴格按照國家自然科學基金項目的研究目標，很好地完成了項目計畫書要求的各項研究內容。本項目已發表學術成果75篇，其中SCI收錄30篇（包括Applied Physics Letters、Optics Express、Scientific Reports等中科院JCR分區二區及以上論文5篇）、EI收錄40篇、特邀報告3次，參編英文專著一章，論文受到Nature Communications等頂級期刊論文的引用和評價；申請發明專利8項，獲得授權1項；獲四川省科技進步獎三等獎1項、成都市科技進步獎三等獎1項，獲中國電子教育學會優秀博士學位論文1篇。本項成功目培養了博士後1名、博士研究生6名、碩士研究生3名，其中兩名博士畢業生還獲得了2項自然科學基金（青年）項目，以及1項“全國博士後創新人才支持計畫”項目。