三维超材料与超光栅的解析等效电路
应用物理
2023-10-09 v2 光学
摘要
近年来，三维（3D）超材料主要因3D打印技术的普及而发生变革，使得具有先进功能的现代微波与光子器件得以实现。然而，由于涉及复杂几何结构，与一维和二维超材料相比，三维超材料的分析更为复杂且计算成本高昂。本文提出一种基于电磁场的Floquet-Bloch模态展开与积分方程方法的全解析框架，用于分析三维超材料与超光栅。具体而言，我们聚焦于由带纵向开槽插入的矩形波导周期性排列构成的三维构型。该解析框架相较于全波求解方案计算高效，且同样适用于斜入射条件。此外，它关联一个等效电路，有助于深入理解散射与衍射现象。该解析等效电路在商业软件CST中与全波仿真进行了对比验证。仿真结果表明，所提出的三维结构可对两种正交偏振态实现独立的偏振控制。这一关键特性对于全金属偏振片（如文中所示例）的制备具有潜在意义。
引用
@article{arxiv.2304.12386,
title = {Analytical Equivalent Circuits for Three-dimensional Metamaterials and Metagratings},
author = {Antonio Alex-Amor and Salvador Moreno-Rodríguez and Pablo Padilla and Juan F. Valenzuela-Valdés and Carlos Molero},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.12386},
year = {2023}
}