摘要：近年来,超构表面(metasurface)作为一种人工二维结构由于其超薄的几何结构以及灵活的电磁调控能力受到了学界的广泛关注,如何进一步提高超构表面器件的性能成为了该领域的研究热点。悬链线电磁学(catenary electromagnetics)作为一类新兴的超构表面设计原理为设计高效率超构表面器件提供了新的思路和方法。本文提出了一种基于扭转悬链线结构的超构表面,其能够实现对不同旋向入射的圆偏振电磁波的高效选择性吸收。仿真结果表明所设计的器件在工作波长处对左旋圆偏振电磁波吸收率接近于1,而右旋圆偏振入射时吸收率小于22%,其对应的二向色性大于78%。同时,文章分析了产生高效率手性吸收的物理机制并且提出了一种基于该类结构的信息加密方法。该工作在手性成像与手性探测等领域具有一定的应用前景。

摘要：本文提出了一种在不借助4f成像系统的情况下实现可切换边缘检测与聚焦成像的超表面。超表面由相变材料(Ge_(2)Sb_(2)Se_(4)Te_(1),GSST)方柱和硅(Si)基底组成的单元结构周期性排列而成。其不同功能的实现来源于GSST处于非晶态和晶态下所提供的不同传输相位与几何相位的优化组合。当GSST处于非晶态和晶态下,单元结构平均交叉偏振透射系数分别在0.77和0.42以上。为了验证设计的可行性,本文对所设计的可切换超表面在晶态和非晶态下分别进行了仿真与理论计算,表现出优异的成像与边缘检测效果。所提出的超表面及其工作原理在生物医学成像和缺陷检测等领域有潜在应用价值。

摘要：超构表面是一种由亚波长单元结构组成的人工表面,展现出巨大的电磁波操纵潜力,悬链线电磁学为超构表面的设计提供了新的思路和方法。本文提出一种基于悬链线结构的多功能二向色性超构表面,能够在不同方向上实现对电磁波的选择吸收。仿真结果显示,该器件可在红外区域实现92%的线性二色性(LD)和96%的圆二色性(CD)。这两种功能仅需改变电磁波的入射方向就可同时实现,且两种功能在一定入射角范围内均具有较高的效率。此外,还分析了不同几何参数对吸收性能的影响,以及实现不同电磁波选择吸收的物理机制。该超构表面具有结构简单、便于集成以及应用范围广的优点,在成像、传感和光谱等领域具有潜在的应用前景。