[实用新型]一种圆二色性多重全息超表面结构

说明书

本实用新型涉及人工电磁材料技术领域，尤其涉及一种圆二色性多重全息超表面结构。所述介质基板层的一侧表面设置有金属背板层，另一侧表面设置有金属结构层，所述金属结构层由若干个整齐排列的谐振环组成，所述谐振环具有四种编码结构，第一种编码结构的谐振环上未设置贴片电阻，第二种编码结构的谐振环的左侧设置有贴片电阻，第三种编码结构的谐振环的右侧设置有贴片电阻，第四种编码结构的谐振环的左侧和右侧均设置有贴片电阻，所述谐振环上开设有谐振环开口。解决了现有技术中微波产生圆二色性难度大、调控圆二色性实现复杂电磁功能有限等问题，具有结构简单的特点，便于批量加工和集成化。

技术领域

本实用新型涉及人工电磁材料技术领域，尤其涉及一种圆二色性多重全息超表面结构。

背景技术

手性是自然界物质中普遍存在的一种有趣的几何性质，是指对映体的镜像或反转不对称性。尽管手性通常与生物分子有关，但在物理学和材料科学方面引起了极大的关注。特别是，在圆极化电磁波照射下，手性有助于产生各种异常现象，这对于设计新奇的电磁设备非常有用。通常，手性结构具有圆极化转换并产生圆二向色性效应的能力，圆二向色性材料具对不同旋向的圆极化波选择性吸收的特性。

然而，由于自然界中手性分子的尺寸与光的波长不匹配，使得自然界中手性效应的宏观响应受到抑制。由人工设计的谐振器阵列组成的超材料，可以通过设计工作在自然界中的材料材料通常难以实现响应的频率范围，从而提供较强的手性响应。随着超材料的迅速发展，一种称为超表面的二维形式超材料，成为为调控电磁波特性同时满足低材料损耗和深亚波长尺度的有力工具。由于面内设计的巨大灵活性，超表面被广泛应用于实现等效媒质的各种电磁特性，如各向同性、各向异性和手性。

特别是，手性超表面的研究涵盖了大量的设计，频率范围可以覆盖可见光到千兆赫兹(GHz)。与传统的手性超材料相比，手性超表面可以很容易地打破n重(n2)旋转对称性和镜像对称性，从而显著提高反射中电磁波的手性响应，具有实现二向色性的巨大潜力。

迄今为止，基于超表面的实现手性电磁效应的方法主要通过各种手性单元的设计，并且基于手性超表面获得显著的圆二向色性引起了学术界和工程界的关注。尽管对这个难以捉摸的学术难题的研究还处于起步阶段，但已经展开了一些令人鼓舞的探索。在太赫兹和光学领域，使用手征介质/手性金纳米天线、非手性定向阵列和多层结构实现手征电磁共振响应的方法得到了广泛讨论。近期，基于折纸的可重构超表面被用于通过不同的空间布局实现圆二色性的显现和消失。

尽管现有工作能够产生差分吸收效应或圆二色性的简单调控，但对于微波领域圆二色性电磁调控的灵活度和功能性的提升仍然是一个学术挑战。特别是针对微波频段实现强圆二色性并进行多重全息成像的工作在加密通信领域有着巨大的潜力，因此值得进一步研究和探索。

实用新型内容

本实用新型提供了一种圆二色性多重全息超表面结构，解决了现有技术中微波产生圆二色性难度大、调控圆二色性实现复杂电磁功能有限等问题，具有简单的结构，便于批量加工和集成化。

为了实现上述的技术效果，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种圆二色性多重全息超表面结构，包括介质基板层，所述介质基板层的一侧表面设置有金属背板层，另一侧表面设置有金属结构层，所述金属结构层由若干个整齐排列的谐振环组成，所述谐振环具有四种编码结构，第一种编码结构的谐振环上未设置贴片电阻，第二种编码结构的谐振环的左侧设置有贴片电阻，第三种编码结构的谐振环的右侧设置有贴片电阻，第四种编码结构的谐振环的左侧和右侧均设置有贴片电阻。

优选地，所述谐振环的单元周期为p＝6.0mm，谐振环开口的长度为a＝1.2mm，谐振环外半径r₁＝2.5mm，谐振环外半径r₂＝2.0mm，谐振环上加载贴片电阻预留的距离为b＝1.4mm。

优选地，所述介质基板层的材质为聚四氟乙烯，所述金属背板层和谐振环的材质均为铜材。