《場變換方法電磁波調控器件研究》是依託南京大學，由趙俊明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：場變換方法電磁波調控器件研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙俊明
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
電磁波調控技術始終是電磁波傳播領域的研究熱點，也是實現各種電磁波探測、通信、信息處理器件的關鍵技術。傳統調控手段依賴天然材料，功能有局限性。光學變換方法利用人工電磁材料的奇異特性，可以對電磁波傳播方向進行任意調控。而場變換方法是變換光學方法的延伸與擴展，通過對傳播媒質的波阻抗及電磁耦合係數的設計，可實現對電磁波的幅度與極化進行調控，拓展電磁波調控的內涵；一些通過場變換方法設計的調控器件也已展現出更優越的性能。本項目通過分析與揭示場變換方法中變換矩陣設計與電磁波傳播特徵調控的本質聯繫，探索電磁波調控的新機制；基於人工電磁材料，從電磁波極化調製、遠場輻射調控、超表面設計、螺旋波的實現等方面開展場變換方法電磁波調控器件的套用研究；結合3D列印技術，探索電磁波調控原型器件的實現方法。本項目的研究將進一步拓展人工電磁材料電磁波調控器件的設計方法，為高效、性能優異的電磁波調控器件及套用打下基礎。
結題摘要
本項目基於本人在電磁超材料可調控電磁器件和超表面以及光學變換與場變換方法方面的研究基礎，開展了場變換方法的電磁波調控機理研究，基於電磁超材料，並結合3D列印技術，從電磁波極化調製、遠場輻射調控、超表面設計、實現螺旋波等方面開展了電磁波調控器件的設計與實現研究。項目進行四年以來，完成了以下研究內容：一、完善了場變換方法進行電磁波調控的理論模型，建立了場變換器件的性能表征方法。二、基於超材料和場變換方法設計了超寬頻的半波片與四分之一波片，並在微波段和毫米波段結合3D列印技術進行了實驗驗證。三、基於超材料和場變換方法設計了一系列多功能電磁波極化調製超表面。四、基於實現的半波片實現了圓極化波到螺旋波的耦合轉化超表面，並基於場變換方法的設計平台設計了一系列旋轉相位調製器件。五、基於超材料和場變換方法，設計了一系列寬頻電磁波吸波結構，並進行了實驗驗證。相應的成果在OPTICS EXPRESS、Scientific Reports等雜誌上發表標註本項目SCI論文20餘篇，其中本人為第一和通訊作者論文8篇，第一標註論文7篇。申請專利五項，其中獲授權專利l兩項。經過四年來的不斷探索，項目組基本完成了申請書中制定的研究目標，完成了研究內容，甚至拓展了研究的方向，在超材料可調控超表面、寬頻吸波器、可調諧吸波器等方面製備了一系列的電磁波調控器件，基本解決了項目制定擬解決的關鍵科學問題，研究成果也達到了申請書制定的成果要求。本項目的開展為場變換方法用於電磁波調控器件的設計打造了一定的套用基礎，也為電磁超材料器件的設計和套用拓展了新的方向，具有一定的實用意義。
