基于異向介質(zhì)和超表面的新型電磁波隱身器件實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著異向介質(zhì)、超表面的發(fā)展，以及變換光學(xué)理論的提出，隱身衣在科學(xué)上成為了可能。然而，隱身衣研究領(lǐng)域仍存在著諸多瓶頸需要克服，比如參數(shù)苛刻不易實(shí)現(xiàn)、器件體積大、難以工作于全極化波等。針對(duì)該領(lǐng)域如上關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，本文提出了均勻包含極值參數(shù)的全向隱身器件設(shè)計(jì)方法、三維全極化相位幅度保持一致的超表面隱身器件設(shè)計(jì)方法、以及基于奇異異向介質(zhì)的表面等離子體激元隱身器件設(shè)計(jì)方法，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。此外，本文把超表面隱身器件的設(shè)計(jì)方法拓展到了聲波和水波領(lǐng)

2、域，并進(jìn)一步提出了多物理波超表面隱身器件的設(shè)計(jì)方法。本文研究工作突破了傳統(tǒng)全向和全極化隱身器件的參數(shù)和材料設(shè)計(jì)的思維局限，拓展了隱身器件的設(shè)計(jì)思路，在隱身器件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究方面都取得了國(guó)際領(lǐng)先的成果。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴當(dāng)前柱形隱身器件通常采用了近似非均勻參數(shù)，導(dǎo)致隱身器件的散射仍然嚴(yán)重。針對(duì)該科學(xué)問(wèn)題，本文基于均勻坐標(biāo)變換和異向介質(zhì)設(shè)計(jì)理論，提出了均勻包含極值參數(shù)的全向隱身器件設(shè)計(jì)方法，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，首次實(shí)現(xiàn)了可在均

3、勻各向同性的介質(zhì)背景中完全隱身的隱身器件。⑵針對(duì)當(dāng)前隱身器件體積大且難以工作于全極化波的瓶頸，基于超表面隱身理論，率先提出了三維全極化相位幅度保持一致的超表面隱身器件設(shè)計(jì)方法，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了可同時(shí)恢復(fù)電磁波相位、幅度和極化的隱身器件。該方法對(duì)大型物體隱身具有重要的應(yīng)用價(jià)值。⑶把超表面隱身器件的設(shè)計(jì)方法拓展到了聲波和水波領(lǐng)域，并用單個(gè)超表面隱身器件對(duì)聲波、水波和電磁波同時(shí)實(shí)現(xiàn)隱身。⑷針對(duì)當(dāng)前球狀隱身器件參數(shù)非均勻難以實(shí)現(xiàn)的瓶頸，