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狭缝型全介质共振单元频率选择超表面

孙海竹 张建心 樊心民 孙永志 李森森

孙海竹, 张建心, 樊心民, 孙永志, 李森森. 狭缝型全介质共振单元频率选择超表面[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200108. doi: 10.3788/IRLA20200108
引用本文: 孙海竹, 张建心, 樊心民, 孙永志, 李森森. 狭缝型全介质共振单元频率选择超表面[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200108. doi: 10.3788/IRLA20200108
Sun Haizhu, Zhang Jianxin, Fan Xinmin, Sun Yongzhi, Li Sensen. All-dielectric frequency selective metasurface based on slotted resonance unit[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(S1): 20200108. doi: 10.3788/IRLA20200108
Citation: Sun Haizhu, Zhang Jianxin, Fan Xinmin, Sun Yongzhi, Li Sensen. All-dielectric frequency selective metasurface based on slotted resonance unit[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(S1): 20200108. doi: 10.3788/IRLA20200108

狭缝型全介质共振单元频率选择超表面

doi: 10.3788/IRLA20200108
基金项目: 

国家自然科学基金(61701349);山东省高校科研计划(J18KB110)

详细信息
    作者简介:

    孙海竹(1986-),女,讲师,硕士,主要从事电磁超表面的模拟与设计方面的研究。Email:442598491@qq.com

    通讯作者: 张建心(1982-),男,讲师,博士,主要从事超表面方面的研究。Email:zhjx_aa@126.com; 孙永志(1976-),男,教授,博士,主要从事新型电磁材料方面的研究。Email:nanshen01@126.com
  • 中图分类号: TN713+.5

All-dielectric frequency selective metasurface based on slotted resonance unit

  • 摘要: 为了使频率选择超表面获得新的共振模式,在全介质共振单元内部引入了狭缝,利用狭缝对电磁场的局域特性设计了基于该种共振单元的频率选择超表面。模拟其传输特性后发现,当狭缝的长边和入射电场方向相同时,可以在低频处出现一个阻带,电磁场主要分布在共振单元之间。当狭缝的长边和入射电场方向垂直时,可以在高频处出现一个阻带和一个通带,同时随着共振频率的增大,电磁场的局域特性更加明显,被更好地限制在狭缝内部。通过调整狭缝的宽度、数量和间距可以在比较大的频率范围内调整超表面的工作频段。同时,也可以通过旋转改变狭缝和入射电场的相对位置,实现该频率选择超表面的可重构。这些理论结果为以狭缝为基础设计更复杂结构的共振单元提供了重要的理论指导。
  • [1] Li Tianyou, Huang Lingling, Wang Yongtian. The principle and research progress of metasurfaces[J]. Chinese Optics, 2017, 10(5):523-540. (in Chinese)
    [2] Zhang Yan, Li Chun, Bian Borui, et al. Design of new terahertz beam splitter[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(5):20190290. (in Chinese)
    [3] Huang Lingling, Wei Qunshuo, Wang Yongtian. Development and applications of wavefront modulation technology based on new functional metasurfaces(Invited)[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(10):1002001. (in Chinese)
    [4] Han Na, Huang Lingling, Lin Zemeng, et al. Curved holography based on Ω-shaped conformal metasurfaces[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(7):0702002. (in Chinese)
    [5] Yu Xiaochang, Zhao Jiancun, Yu Yiting. Research progress of pixel-level integrated devices for spectral imaging[J]. Optics and Precision Engineering, 2019, 27(5):999-1012. (in Chinese)
    [6] Luo Yi, Liang Zhongzhu, Meng Dejia, et al. Study on long wavelength infrared broadband metasurface absorber via hybrid resonant mode[J]. Chinese Optics, 2020, 13(1):131-139. (in Chinese)
    [7] Xu Yang, Gao Jinsong, Xu Nianxi, et al. A frequency-selective surface structure arbitrarily switched between band-pass and band-stop responses at low frequency[J]. Optics and Precision Engineering, 2018, 26(1):142-149. (in Chinese)
    [8] Barton J H, Garcia C R, Berry E A, et al. All-dielectric frequency selective surface for high power microwaves[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2014, 62(7):3652-3656.
    [9] Wang Jun, Qu Shaobo, Li Liyang, et al. All-dielectric metamaterial frequency selective surface[J]. Journal of Advanced Dielectrics, 2017, 7(4):1730002.
    [10] Tuz V R, Khardikov V V, Kupriianov A S, et al. High-quality trapped modes in all-dielectric metamaterials[J]. Optics Express, 2018, 26(3):2905-2916.
    [11] Yang Y, Zenin V A, Bozhevolnyi S I. Anapole-assisted strong field enhancement in individual all-dielectric nanostructures[J]. ACS Photonics, 2018, 5(5):1960-1966.
    [12] Zhang Guanqiao, Lan Chuwen, Gao Rui, et al. Trapped-mode-induced giant magnetic field enhancement in all-dielectricmetasurfaces[J]. The Journal of Physical Chemistry C, 2019, 123(47):28887-28892.
    [13] Oraizi H, Khajevandi S, Amini A, et al. Design of a miniaturized-element FSS based on 2.5-dimensional closed loop hilbert fractal[J]. IET Microwaves Antennas & Propagation, 2019, 13(6):742-747.
    [14] Anwar R S, Wei Y, Mao L, et al. Miniaturised frequency selective surface based on fractal arrays with square slots for enhanced bandwidth[J]. IET Microwaves Antennas & Propagation, 2019, 13(11):1811-1819.
    [15] Li Liyang, Wang Jun, Wang Jiafu, et al. All-dielectric metamaterial frequency selective surfaces based on high-permittivity ceramic resonators[J]. Applied Physics Letters, 2015, 106(21):212904.
  • [1] 文兵, 邓杨保, 韦家谋, 张赛文, 陈德鹏, 邓曙光, 张光富.  双零色散介质中cosh-Airy脉冲超连续谱产生与操控 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210618-1-20210618-11. doi: 10.3788/IRLA20210618
    [2] 周昊, 毛庆洲, 李清泉.  采样频率和激光脉宽对全波形激光雷达测距精度的影响 . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20210363-1-20210363-9. doi: 10.3788/IRLA20210363
    [3] 刘淇, 刘文玮, 程化, 陈树琪.  基于电介质超表面的双频带双偏振通道波前调控 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20211027-1-20211027-5. doi: 10.3788/IRLA20211027
    [4] 王晶, 田浩.  基于双重共振响应的太赫兹柔性可拉伸超表面(特邀) . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201059-1-20201059-6. doi: 10.3788/IRLA20201059
    [5] 陈郁芝, 李学金.  基于单模光纤传输的单模-无心-单模光纤型表面等离子体共振传感器(特邀) . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201055-1-20201055-5. doi: 10.3788/IRLA20201055
    [6] 郭旭岳, 李冰洁, 樊鑫豪, 钟进展, 刘圣, 魏冰妍, 李鹏, 赵建林.  基于电介质超表面的光场复振幅调制及应用 . 红外与激光工程, 2020, 49(9): 20201031-1-20201031-10. doi: 10.3788/IRLA20201031
    [7] 张雅鑫, 蒲明博, 郭迎辉, 靳金金, 李雄, 马晓亮, 罗先刚.  基于二次相位超表面的大视场紧凑型全Stokes偏振测量方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(9): 20201030-1-20201030-8. doi: 10.3788/IRLA20201030
    [8] 韩娜, 黄玲玲, 林泽萌, 王涌天.  基于Ω型共形超颖表面的曲面全息 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 702002-0702002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0702002
    [9] 王可欣, 王斌科, 田昌会, 屈绍波, 车志新.  双阻带红外频率选择表面的设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(7): 704003-0704003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0704003
    [10] 刘震, 洪津, 龚冠源, 郑小兵, 杨伟锋, 袁银麟.  空间调制型全偏振成像系统的角度误差优化 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 117003-0117003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0117003
    [11] 王骁, 曹秒, 安志勇, 曹维国, 尹鹏.  全内反射型太阳能聚光模块设计与研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1020001-1020001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1020001
    [12] 张学迁, 张慧芳, 田震, 谷建强, 欧阳春梅, 路鑫超, 韩家广, 张伟力.  利用介质超材料控制太赫兹波的振幅和相位 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 425004-0425004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0425004
    [13] 郑洪全, 宁海春.  脊背型介质加载表面等离子体波导传输特性研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1020005-1020005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1020005
    [14] 李志全, 牛力勇, 严蕾, 朱君, 王志斌, 郑文颖.  介质加载型混合表面等离子体波导的损耗特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 677-681.
    [15] 王玥, 何雨霖, 张丽颖, 王暄, 童一静, 吴群.  碳纳米管束/介质界面表面波激发与传输特性 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3843-3848.
    [16] 李杰, 朱京平, 齐春, 郑传林, 高博, 张云尧, 侯洵.  大孔径静态超光谱全偏振成像技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 574-578.
    [17] 王彦斌, 李华, 王敏, 邹前进, 亓凤杰, 袁春.  全光纤双波长泵浦产生超连续谱的仿真研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 1050-1055.
    [18] 任航.  通用的全帧型面阵CCD时序发生器设计方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1842-1847.
    [19] 许利峰, 张新, 蔡伟, 曲贺盟.  高变倍比全动型变焦距光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1748-1753.
    [20] 汪剑波, 王佳欢, 陈新邑, 陈桂波, 孙贯成, 卢俊.  圆型厚屏频率选择表面的特性研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1463-1466.
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-01
  • 修回日期:  2020-06-14

狭缝型全介质共振单元频率选择超表面

doi: 10.3788/IRLA20200108
    作者简介:

    孙海竹(1986-),女,讲师,硕士,主要从事电磁超表面的模拟与设计方面的研究。Email:442598491@qq.com

    通讯作者: 张建心(1982-),男,讲师,博士,主要从事超表面方面的研究。Email:zhjx_aa@126.com; 孙永志(1976-),男,教授,博士,主要从事新型电磁材料方面的研究。Email:nanshen01@126.com
基金项目:

国家自然科学基金(61701349);山东省高校科研计划(J18KB110)

  • 中图分类号: TN713+.5

摘要: 为了使频率选择超表面获得新的共振模式,在全介质共振单元内部引入了狭缝,利用狭缝对电磁场的局域特性设计了基于该种共振单元的频率选择超表面。模拟其传输特性后发现,当狭缝的长边和入射电场方向相同时,可以在低频处出现一个阻带,电磁场主要分布在共振单元之间。当狭缝的长边和入射电场方向垂直时,可以在高频处出现一个阻带和一个通带,同时随着共振频率的增大,电磁场的局域特性更加明显,被更好地限制在狭缝内部。通过调整狭缝的宽度、数量和间距可以在比较大的频率范围内调整超表面的工作频段。同时,也可以通过旋转改变狭缝和入射电场的相对位置,实现该频率选择超表面的可重构。这些理论结果为以狭缝为基础设计更复杂结构的共振单元提供了重要的理论指导。

English Abstract

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