電磁超構表面

電磁超構表面（Electromagnetic metasurface），又稱超表面，指一種厚度小于波長的人工層狀材料。根據面內的結構形式，超表面可以分為兩種：一種具有橫向亞波長的微細結構，一種為均勻膜層 。超表面可實現對電磁波相位、極化方式、傳播模式等特性的靈活有效調控。

基本介紹

• 中文名：電磁超構表面
• 外文名：Electromagnetic metasurface

簡介

電磁超構表面（Electromagnetic metasurface），又稱超表面，指一種厚度小于波長的人工層狀材料。根據面內的結構形式，超表面可以分為兩種：一種具有橫向亞波長的微細結構，一種為均勻膜層。超表面可實現對電磁波相位、極化方式、傳播模式等特性的靈活有效調控。

歷史

在電磁學中，對於界面的研究具有極其久遠的歷史。最典型的表現形式即E和H的切向分量在界面上連續。

1902年，發現了Wood異常，其實即光波在亞波長金屬光柵表面通過界面效應轉化為表面電漿（SPP）。同年，發現金屬薄膜可以看作一種邊界條件，在薄膜兩側E的切向分量連續，但H的切向分量不再連續。

2000年，Pendry提出利用納米金屬膜層實現完美透鏡。該類膜層可認為是一種超構表面。

2005年，研究者提出了平面的等離子超表面，可將曲面傳統透鏡變為平面，實現聚焦功能。2008年，表面電漿超表面被用來實現波束偏折。

2011年，哈佛大學提出V形天線結構實現相位控制，從而實現反常電磁波透射和反射。

套用

通過超表面可實現負折射、負反射、極化旋轉、匯聚成像、複雜波束、傳播波向表面波轉化等新穎物理效應。超表面豐富獨特的物理特性及其對電磁波的靈活調控能力使其在隱身技術、天線技術、微波和太赫茲器件、光電子器件等諸多領域具有重要的套用前景。