解析设计的异常反射超光栅的实验演示与深入研究
应用物理
2019-03-06 v1 光学
摘要
我们展示了用于完美异常反射的印刷电路板(PCB)超光栅(MG)的设计、制备与实验研究。该设计遵循我们此前发展的解析形式体系，得到一种单元素 MG，能够将入射波单模耦合至指定的(一阶) Floquet-Bloch (FB) 模式，同时抑制镜面反射。我们利用双站散射方向图测量对 MG 性能进行实验表征，依靠一种新颖的波束功率积分方法在宽频范围内精确评估到各模式的耦合。结果表明，正如理论所预测，实现了高效大角度异常反射，且具有相对宽带响应。此外，发现该 MG 在不同角度照射下表现良好，充当多通道反射器，并在其他频率下也能高效散射至高阶 FB 模式，展现出多功能特性。重要的是，我们强调了所引入的波束积分方法的优点，即其对测量误差或噪声效应具有更强鲁棒性，以及对不同有效孔径尺寸的隐式适应，这些在近期大量关于异常反射超表面的实验报道背景下极具意义。最后，我们讨论了与 MG 相关的损耗来源；有趣的是，我们表明这些损耗与边缘衍射效应密切相关，而非(通常假设的)功率耗散。这些实验结果验证了我们的理论综合方案，表明利用实际制备的 MG 可实现高效异常反射，展示了解析设计的 MG 在未来波前调控器件中的实用性与潜在多功能性。
引用
@article{arxiv.1809.01938,
title = {Experimental demonstration and in-depth investigation of analytically designed anomalous reflection metagratings},
author = {Oshri Rabinovich and Ilan Kaplon and Jochanan Reis and Ariel Epstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.01938},
year = {2019}
}
备注
15 pages, 17 figures