Высокоэффективная фокусировка субмиллиметрового излучения посредством плоских отражательных дифракционных элементов на основе сложных метаповерхностей

摘要

Предложен и экспериментально исследован метод отражательной фокусировки субмиллиметрового излучения посредством плоских непрофилированных дифракционных квазиоптических элементов на основе метаповерхностей с изменяемой геометрией элементарных ячеек, созданных микроструктурированием металлического покрытия на поверхности тонкой несущей диэлектрической подложки с обратной металлизацией. Для достижения непрерывной вариации фазы отражения в диапазоне от О до 360° в метаповерхностях применен плавный топологический морфинг составляющих их субволновых металлических элементов от микрополосков квадратной формы к резонаторам в форме расщепленных колец, в то время как для синтеза поверхностного распределения фазы при фокусировке в произвольно сложную область использована техника компьютерной голографии. Для оптимизированных на частоту излучения 0,35 ТГц метаповерхностей с толщиной подложки 0,19 мм и шагом расположения элементарных ячеек 0,286×0,286 мм продемонстрирована качественная фокусировка гауссовских пучков в одну точку и четыре точки при величине дифракционной эффективности около 75%.