考虑近场耦合效应的精确超表面综合
光学
2021-04-08 v1 应用物理
摘要
在微波和太赫兹频段，最有前景的超表面结构之一是由介质隔开的三个图案化金属层组成。此类超表面非常适合平面制造技术，并且通过将它们建模为被传输线隔开的阻抗片来简化其综合。我们表明，由于金属层之间的近场耦合，该模型在某些情况下会显著不准确。对于较高频率的设计，这一问题尤为严重，因为制造公差使得图案无法做到尺寸远小于波长。由于近场耦合难以解析描述，在设计中校正它通常需要数值优化。我们提出了广泛使用的等效电路模型的扩展以纳入近场耦合，并表明扩展模型可以准确预测超表面的散射参数。基于我们的扩展模型，我们引入了一种改进超表面综合算法，该算法给出了问题的物理洞察并有效补偿了近场耦合引起的扰动。使用所提出的算法，综合了一个用于光束折射的惠更斯超表面，尽管存在强近场耦合，其性能接近理论效率极限。
引用
@article{arxiv.1905.06475,
title = {Accurate metasurface synthesis incorporating near-field coupling effects},
author = {Andreas E. Olk and David A. Powell},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.06475},
year = {2021}
}