基于手征結(jié)構(gòu)超材料電磁波極化調(diào)控的研究.pdf

1、電磁超材料作為一類新型的具有奇特性質(zhì)的人工電磁材料，在電磁學(xué)研究領(lǐng)域掀起了一股新熱潮。其在通信、導(dǎo)航、雷達(dá)、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景，這也加速了電磁超材料的進(jìn)展。由于電磁超材料具有調(diào)控光電信息的巨大潛力，因此超材料的制備、光學(xué)特性及其應(yīng)用成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。
　　本文主要研究基于手征結(jié)構(gòu)超介質(zhì)極化調(diào)控材料的模型設(shè)計(jì)，通過理論分析、數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)測(cè)試來分析手征材料模型的電磁特性，尋找簡單有效的超材料模型結(jié)構(gòu)對(duì)電磁波進(jìn)行極化調(diào)

2、控，本文設(shè)計(jì)了三種結(jié)構(gòu)的超介質(zhì)材料模型。
　　第一種是簡單開口諧振環(huán)(SRR)結(jié)構(gòu)的人工異向材料，是由開口諧振環(huán)、介質(zhì)基板和金屬板結(jié)合成的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，可以對(duì)反射電磁波進(jìn)行極化調(diào)控，即將入射的線極化波轉(zhuǎn)換為圓極化波、橢圓極化波以及與入射波極化模式垂直的線極化波。
　　第二種模型是一種基于不對(duì)稱平面螺旋結(jié)構(gòu)的極化調(diào)控手征材料，由電介質(zhì)基板和覆于基板正反兩面非對(duì)稱的螺旋金屬結(jié)構(gòu)組成。仿真結(jié)果表明，當(dāng)線性極化波透過該材料后，在15

3、.25GHz和15.93 GHz附近分別轉(zhuǎn)換為左旋圓極化波(LCP)和右旋圓極化波(RCP)，在18.09GHz附近可轉(zhuǎn)換為右旋橢圓極化波。分析旋光角和橢偏度的變化證明了所設(shè)計(jì)的手征材料獲得了較好的圓二色性和旋光性。
　　第三種模型是一種新穎的多頻極化調(diào)控手征材料，該材料在低損耗的情況下，可對(duì)透射線極化波進(jìn)行調(diào)控，即在14.28GHz和15.96GHz能夠接收到RCP波，而在15.3GHz和16.88GHz能夠接收到LCP波。通過