宽带高效反射电磁波极化调控超表面的实验研究

黄晓俊， 娄颜超， 杨 东， 郭 亮*， 吴怡芬*

(1.喀什大学 物理与电气工程学院， 新疆 喀什 844007; 2.华中师范大学 物理科学与技术学院， 武汉 4300793)

宽带高效反射电磁波极化调控超表面的实验研究

黄晓俊1，2， 娄颜超1， 杨 东2， 郭 亮1*， 吴怡芬1*

(1.喀什大学 物理与电气工程学院， 新疆 喀什 844007; 2.华中师范大学 物理科学与技术学院， 武汉 4300793)

电磁超表面具有传统材料无法实现的新奇电磁特性. 利用超表面来调控电磁波极化状态成为一个热门的研究领域. 本文提出了一种由金属贴片组成的各向异性超表面来实现对水平极化波和垂直极化波的正交极化调控. 数值仿真结果显示所设计的超表面在8.16～15.32 GHz内可以将水平极化或垂直极化入射的电磁波经过反射后分别转换成其正交分量，极化转换率和相对带宽分别达到了95%和60%. 实验结果与数值仿真结果吻合较好. 通过理论计算和表面电流分布详细阐述了极化调控的物理机理.

宽带； 高效率； 极化调控； 各向异性； 超表面

近些年，电磁超表面来引起了学术界的广泛关注，它有着天然物质不具备的特殊性质[1]. 电磁超表面所展现出的新奇的电磁特性主要源自它的亚波长结构，人们可以通过改变其微结构的形状尺寸和排列方式等来任意设计其电磁参数，从而使电磁超表面具有很多天然材料所不具备的性质，诸如负折射率[2]、完美成像[3]、完美吸收等[4]. 极化是电磁波非常重要的一个特征，应用电磁波的极化性能可对探测目标进行探测……