光控电磁超材料研究进展

摘要

电磁超材料是由亚波长尺寸单元周期或非周期排列组成的人工结构,能对电磁波的频率、幅度、相位和极化等基本物理特征进行调控,突破了传统材料的限制,可实现很多自然界不存在的有趣物理现象及应用.过去二十余年,超材料因其强大的电磁调控能力一直是物理领域的研究热点.但无源超材料在电磁波调控中存在局限性,如工作频率固定、实现功能单一等.所以,可调有源超材料越来越受关注.通过引入有源元器件,超材料的功能可通过外部激励信号进行动态调控,在实际应用中具有重要意义.目前常用的控制方式包括电控、温控、光控和机械控制等,其中光控具有可远程调控、无接触式控制、调制速度快以及结构简单等优点.该文概述了近年来光控电磁超材料的研究进展,从直流、微波、太赫兹和光频段4种不同频段分别介绍现有光控超材料和超表面的工作,重点介绍其工作机制和应用场景,并对这一快速发展领域进行总结和展望.