《手征超常介質的不對稱傳輸特性及其機理研究》是依託寧波大學，由董建峰擔任負責人的國家自然科學基金資助面上項目。
基本介紹
- 中文名：手征超常介質的不對稱傳輸特性及其機理研究
- 依託單位：寧波大學
- 項目負責人：董建峰
- 項目類別：面上項目
項目簡介,結題摘要,
項目簡介
手征超常介質的不對稱傳輸性質是新發現的電磁現象，而且手征超常介質具有亞波長的結構尺寸，便於小型化和集成化，為控制電磁波(光波)的傳輸與偏振提供了一個新的途徑。本項目將通過理論分析、數值模擬最佳化設計、實驗樣品製備和測試及分析相結合的方法，系統地研究結構形狀、幾何參數和材料參數等對單層、雙層和多層手征超常介質不對稱傳輸特性的影響，闡明手征超常介質產生不對稱傳輸的物理機理，特別是各向異性、手征性、損耗等對不對稱傳輸性質的具體影響，最佳化設計和實際研製出具有極大不對稱傳輸參數、在微波段和光波段實現光學二極體功能的手征超常介質，並實現不對稱傳輸的多功能化如寬頻、可調諧、多頻帶等，利用手征超常介質不對稱傳輸的獨特性質設計新穎的微波和光子學器件如寬頻圓偏振轉換器、光隔離器、濾波器等。本項目有望產生具有創新意義和自主智慧財產權的研究成果，對新型的微波和光子器件的設計和製作提供科學依據和研究基礎。
結題摘要
手征超常介質的不對稱傳輸性質是新發現的電磁現象，而且手征超常介質具有亞波長的結構尺寸，便於小型化和集成化，為控制電磁波(光波)的傳輸與偏振提供了一個新的途徑。本項目最佳化設計了一系列手征超常介質（超材料）結構，包括多層納米手徵結構、全介質手征超表面等等，在光頻段具有寬頻、雙帶、多帶圓偏振光和線偏振光的不對稱傳輸，最大不對稱傳輸參數都達到0.9以上，與“光學二極體”類似，而且能實現寬頻90°偏振旋轉；闡明了多層手徵結構實現大的不對稱傳輸參數的物理機制；最佳化設計並製備了微波段的三功能超表面和多層超表面，理論和實驗結果證明了三功能超表面實現了光束分離、偏折和聚焦，多層超表面對相互垂直的兩種線極化波具有多帶和類二極體不對稱傳輸特性，且具有線極化波的相互轉換；最佳化設計了在太赫茲頻段具有多帶不對稱傳輸特性的互補型周期雙層手徵結構；利用飛秒雷射雙光子微加工技術，製作了一系列平面圖案和三維立體結構；完成探索研究並形成了一套可行的採用電子束光刻等技術手段，研製出在光頻段實現“光學二極體”功能的多層結構手征超常介質的工藝製造技術。項目研究結果具有重要的學術價值和現實意義，在新型的微波和光子學器件的設計和製作等方面有潛在套用前景。
