非局域微波工程：通过时序开关的长程相互作用实现色散关系调制与频率-动量转换

非局域超材料（MTMs）因其将较长范围的原子间相互作用转化为诸多波矢依赖响应和功能而近年来在波动力学领域引起了广泛关注。本文引入基于传输线的非局域超材料（TL MTMs）作为探讨和工程化非局域性在微波频段的通用平台。我们首先基于电路和网络理论建立了TL MTMs非局域性的简明理论框架，从而推导出TL MTMs具有任意复杂非局域耦合配置的一般色散关系。在此基础上，我们展示了此类结构如何用于综合近乎任意的偶对称色散关系，从而将非局域电路参数与规定的色散轮廓相联系。随后，我们引入时序开关的TL MTMs，这是一类具有时变非局域性的新型超材料，其中非局域分支在电磁脉冲通过结构时被动态激活。该平台实现了在传播脉冲上的复杂的、近乎任意的频率-动量转换，以及正、负和零群速度模式的激发。最后，我们通过对一种时序开关TL MTMs的原型演示实验验证了理论和数值预测，观察到因突变时序开关引起的色散图纵向转换。我们的结果为非局域MTMs的行为提供了新的物理洞见，确立了一种探讨频率色散、空间色散与时序调制相互作用的通用平台，更广泛地为设计更高级的非局域和时变电磁及光子系统奠定了一般性基础。