[实用新型]低损耗电磁感应透明全介质超材料结构

说明书

技术领域

本实用新型属于超材料技术领域，尤其涉及一种低损耗电磁感应透明全介质超材料结构。

背景技术

电磁感应透明是一种重要的量子光学效应，是由原子在不同能级之间跃迁时的量子干涉引起的。它会导致原子系统中的光吸收减少，从而在传输谱中产生一个透明窗口。这种效应通常伴随着强烈的相位色散，产生许多重要的电磁特性，例如低损耗的慢光效应、高灵敏度的传感特性、增强的非线性效应等。然而，在原子系统中实现电磁感应透明效应需要满足复杂且严苛的实验条件，而在超材料中模拟实现电磁感应透明效应可以避免上述缺点。超材料是一种在亚波长尺度上排列的周期或非周期结构，它能够表现出许多特异的电磁性质，拥有很多天然材料所不具备的超常物理特性。超材料的出现使人类自由调控电磁波成为可能。通过控制电磁波与超材料谐振单元的相互作用，超材料对入射电磁波的吸收能够大大减少，而透波率明显增加，同时，相位会发生强烈的色散，因而在超材料中可以模拟实现电磁感应透明效应。传统的电磁感应透明超材料，其谐振单元是金属结构，损耗大，透波率低，限制了其广泛应用。

发明内容

本实用新型针对传统电磁感应透明超材料的损耗大，透波率低的缺点的问题，现提供一种低损耗电磁感应透明全介质超材料结构。

低损耗电磁感应透明全介质超材料结构，包括：

边长为5mm的第一立方体，所述第一立方体的立方面沿空间直角坐标系的X轴方向开设第一圆柱形空气孔，所述第一圆柱形空气孔的重心与所述第一立方体的重心重合；

边长为6.5mm的第二立方体，所述第二立方体的立方面沿空间直角坐标系的X轴方向开设第二圆柱形空气孔，所述第二圆柱形空气孔的重心与所述第二立方体的重心重合，所述第二立方体与所述第一立方体并排设置以形成一组合单元，所述第二立方体与所述第一立方体之间的距离为1mm，所述第二立方体的重心与所述第一立方体的重心之间连线的延伸方向为Z轴方向，所述第二立方体的重心与所述第一立方体的重心之间的距离为6.75mm。

优选的，所述第一圆柱形空气孔的高为5mm，底面半径为2mm。

优选的，所述第二圆柱形空气孔的高为6.5mm，底面半径为1.5mm。

优选的，所述第一立方体和所述第二立方体均采用相对介电常数ε_r＝100，损耗角正切tanδ＝0.002的陶瓷材料。

优选的，所述组合单元以所述组合单元中所述第二立方体的重心与所述第一立方体的重心之间的连线的中点为中心呈阵列模式排列。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本实用新型的目的。

本实用新型的有益效果在于，第一立方体产生低品质因数的磁谐振，第二立方体产生高品质因数的电谐振，因而第一立方体用作亮态谐振器，第二立方体用作暗态谐振器。当这两种谐振器被组合成超材料单元时，由于米氏电磁谐振之间的近场耦合作用，可实现低损耗、高透波率的目的。

附图说明

图1为本实用新型所述的低损耗电磁感应透明全介质超材料结构的一种实施例的示意图；

图2为本实用新型所述的低损耗电磁感应透明全介质超材料结构的单元阵列示意图；

图3为第一立方体、第二立方体和复合超材料结构的传输系数曲线图；

图4为群延迟曲线图；

图5为全介质超材料在电磁波入射角度不同时的传输系数曲线图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

如图1所示，低损耗电磁感应透明全介质超材料结构，包括：

边长d₂为5mm的第一立方体A，第一立方体A的立方面沿空间直角坐标系的X轴方向开设第一圆柱形空气孔，第一圆柱形空气孔的重心与第一立方体A的重心重合；