作为广角、偏振不敏感匹配层的磁电单轴超材料
应用物理
2018-11-14 v1 材料科学
光学
摘要
抗反射或阻抗匹配是过去一个世纪至今光学和微波界广泛研究的课题。然而，由于 TE（s）和 TM（p）偏振的波阻抗随入射角增大而发散，用单一常规匹配层不可能在斜入射角下同时实现两种偏振的完美匹配。在本文中，我们展示了利用具有特定介电常数和磁导率张量的单一单轴超材料匹配层（UMML），可以实现从空气到任意基底在任意入射角下的同时完美匹配。我们通过合成一种物理 UMML 来匹配 45{\deg} 下的高折射率（{\epsilon}r= 10.2）基底，证明了这一概念。UMML 所需的介电常数和介电常数张量通过审慎控制切向和纵向的电响应与磁响应来实现。在设计角度下，两种偏振均观察到约 -30 dB 的反射。基于 UMML 概念，我们设计了一种微波频段具有近全向匹配性能的新型雷达罩。对于 0{\deg}-85{\deg} 的入射角，两种偏振的反射均保持在 -14 dB 以下。据我们所知，这是在保持两种偏振功率反射小于 5% 的同时所实现的最宽角度范围。所提出的 UMML 概念为设计高性能微波、太赫兹和光学器件提供了新范式。
引用
@article{arxiv.1809.02676,
title = {Magneto-electric Uniaxial Metamaterials as Wide-angle, Polarization-insensitive Matching Layers},
author = {Yuchu He and George V. Eleftheriades},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.02676},
year = {2018}
}