[发明专利]一种极化转换单元和极化转换器

说明书

本申请公开了一种极化转换单元,所述极化转换单元包括依次层叠设置的第一层介质基板、金属谐振器层、第二层介质基板和底层金属底板；且该金属谐振器层的第一缺口正八边形金属贴片、第二缺口正八边形金属贴片、第三缺口正八边形金属贴片和第四缺口正八边形金属贴片均能够分别和其他极化转换单元的缺口正八边形金属贴片拼接形成缺口正八边形金属环。由该极化转换单元所组成的极化转换器的工作频带更宽，谐振效率更高，并且其结构也更加简单。

技术领域

本申请涉及极化转换器技术领域，具体涉及一种极化转换单元和极化转换器。

背景技术

极化是电磁波的基本特性之一，由电磁波传播时电场矢量的振荡行为来描述。当电磁波沿着波矢的方向向前传播时，随着时间的变化，电场矢量的末端所走过的轨迹为直线、圆、椭圆时，其对应的极化状态分别为线极化、圆极化、椭圆极化。在实际工作中，人们经常会根据需要对电磁波的极化状态进行改变。

现有的极化转换器主要依赖于具有二向性、双折射、连续折射率和各向异性的天然材料，例如光栅、偏振片以及天然旋光晶体等。这类现有的极化转换器具有工作频带较窄的缺点。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种极化转换单元和极化转换器，旨在解决现有的极化转换器的工作频带较窄这一技术问题。

为实现上述目的，本申请的实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供一种极化转换单元，所述极化转换单元包括依次层叠设置的第一层介质基板、金属谐振器层、第二层介质基板和底层金属底板；

所述金属谐振器层包括设置于正方形区域内的第一缺口正八边形金属贴片、第二缺口正八边形金属贴片、第三缺口正八边形金属贴片和第四缺口正八边形金属贴片；其中，所述第一缺口正八边形金属贴片和所述第二缺口正八边形金属贴片关于所述正方形区域的一条对角线对称，所述第三缺口正八边形金属贴片和所述第四缺口正八边形金属贴片关于所述对角线对称；

所述第一缺口正八边形金属贴片的中心位于所述正方形区域的第一条边的中点,所述第三缺口正八边形金属贴片的中心位于所述正方形区域的第三条边的中点，使得所述第一缺口正八边形金属贴片能够与其中心所在边共边的第一相邻极化转换单元的第三缺口正八边形金属贴片拼接成第一缺口正八边形金属环；

所述第二缺口正八边形金属贴片的中心位于所述正方形区域的第二条边的中点,所述第四缺口正八边形金属贴片的中心位于所述正方形区域的第四条边的中点，使得所述第二缺口正八边形金属贴片能够与其中心所在边共边的第二相邻极化转换单元的第四缺口正八边形金属贴片拼接成第二缺口正八边形金属环；其中，所述第一缺口正八边形金属环和所述第二缺口正八边形金属环的缺口形状一致。

在第一方面的一种可能实现方式中，所述第一缺口正八边形金属环和所述第二缺口正八边形金属环均分别包括正八边形金属环中相连的五条边。

在第一方面的一种可能实现方式中，所述第一层介质基板和所述第二层介质基板均为电介质材料；所述金属谐振器层和所述底层金属底板均为导电金属材料。

在第一方面的一种可能实现方式中，所述第一层介质基板和所述第二层介质基板的厚度均大于100微米，且小于1000微米；所述金属谐振器层和所述底层金属底板的厚度均大于0.2微米，且小于0.5微米。

在第一方面的一种可能实现方式中，所述正方形区域的边长大于100微米且小于1000微米。

在第一方面的一种可能实现方式中，所述正方形区域的边长、所述第一层介质基板以及所述第二层介质基板的厚度均相等。