基于 π型结构双折射超表面的设计与应用

摘要

为了实现结构简单、透射率高的双折射超表面,采用广义薄板跃迁条件分析了该超表面结构与其周围入射场、反射场和透射场的关系,并利用介质空间域的表面极化率、磁化率等描述了相应超表面的等效特性,设计出一种基于π型金属结构单元的双折射超表面。通过将具有梯度透射相位的7个单元按照顺序排列,形成具有对垂直入射x,y极化电磁波双折射性能的超表面。结果表明,在波束折射和偏振分束超表面中,损失均低于-8dB;λ/4波片中达到全透射;所设计的双折射超表面对垂直入射的电磁波具有高透射特性,并且能够分离x极化电磁波和y极化电磁波的波束,实现双折射。该研究结果对高性能超表面的设计与实现具有一定的指导意义。