CN110808474A - 一种能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料 - Google Patents

一种能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料 Download PDF

Info

Publication number
CN110808474A
CN110808474A CN201911094154.0A CN201911094154A CN110808474A CN 110808474 A CN110808474 A CN 110808474A CN 201911094154 A CN201911094154 A CN 201911094154A CN 110808474 A CN110808474 A CN 110808474A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
right triangle
isosceles right
devices
polarization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911094154.0A
Other languages
English (en)
Inventor
许征
丁亚琼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201911094154.0A priority Critical patent/CN110808474A/zh
Publication of CN110808474A publication Critical patent/CN110808474A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/0086—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices having materials with a synthesized negative refractive index, e.g. metamaterials or left-handed materials

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料，其特征在于，包括：衬底和正方形金属单元结构，所述正方形金属单元结构印刷在衬底上，所述正方形金属单元结构包括四个形状尺寸相同的等腰直角三角形金属器件和四个形状尺寸相同金属棒，四个等腰直角三角形金属器件按十字型对称排列且围成正方形，每相邻两个直角三角形金属器件的间距相同，四个金属棒分别与等腰直角三角形金属器件的斜边平行放置，每个等腰直角三角形金属器件与金属棒之间的间距相同。本发明的超材料结构对入射波的偏振方向不敏感，具有很大的实际应用意义。

Description

一种能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料
技术领域
本发明属于超材料技术领域，具体涉及一种能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料及其制备方法。
背景技术
电磁感应透明(Electromagnetically induced transparency)EIT是一种量子干涉效应，基于原子能级和外加光场的相干作用，可以产生很窄光谱的增强透过现象。这种增强透过现象可以导致光子速度的极大降低，从而在光学非线性、调制器、传感器等领域中具有广阔的应用前景。超材料由于具有比天然材料大几个数量级的极化控制能力和超薄的厚度，已经越来越多地被用于电磁波的极化特性调控。
超材料结构主要包括：
一维的超材料结构，例如使用在基板上放置微带线和谐振开口环的组合，它们之间的耦合引起的类电磁感应透明效应，该结构只有固定的两个端口，只能针对特定方向和频率段的入射波产生效果，其实际应用范围比较小。
二维的平面超材料结构，针对垂直入射的入射波可以实现类电磁感应透明效应，例如开口环和金属棒组合的周期结构，但是此类结构对入射波的偏振方向极为敏感，偏振方向的轻微变化都会引起透明窗口的大幅度改变，在实际应用中大大的受到了抑制。
因此，设计一种能实现对入射波的偏振方向不敏感的类电磁感应透明的超材料结构具有很大的实际应用意义
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：提供一种能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料，其特征在于，包括：衬底和正方形金属单元结构，所述正方形金属单元结构印刷在衬底上，所述正方形金属单元结构包括四个形状尺寸相同的等腰直角三角形金属器件和四个形状尺寸相同金属棒，四个等腰直角三角形金属器件按十字型对称排列且围成正方形，每相邻两个直角三角形金属器件的间距相同，四个金属棒分别与等腰直角三角形金属器件的斜边平行放置，每个等腰直角三角形金属器件与金属棒之间的间距相同。
优选地，所述衬底为正方形。
优选地，所述衬底为相对介电常数ε＝4.3、厚度为1mm、尺寸为20mm*20mm的FR-4。FR-4是一种由环氧树脂、填充剂和玻璃纤维组成的复合材料，因为电绝缘性能稳定、价格低廉等优点，所以经常被用来制作微波基板。
优选地，所述等腰直角三角形金属器件与金属棒的材料均采用采用纯铜，电导率为5.96×107S/m，厚度为0.035mm，宽度为0.3mm。
优选地，所述等腰直角三角形金属器件的直角边长度为6.0mm，金属棒长度为7.92mm，相邻等腰直角三角形金属器件直角边的间距为1.0mm，金属棒与等腰直角三角形金属器件的斜边的间距为0.549mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明是一种二维结构，只要是面对垂直入射的电磁波都能发挥其作用。且是对入射波的偏振方向不敏感的超材料结构。在面对垂直入射的电磁波波的偏振方向发生改变时，所能产生的电磁感应透明效应基本保持稳定，透明窗口几乎不会受到影响。
附图说明
图1为本发明的能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料的结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本发明提供了一种能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料，包括衬底和正方形金属单元结构，所述衬底为正方形，所述正方形金属单元结构包括四个形状尺寸相同的等腰直角三角形金属器件和四个形状尺寸相同的金属棒，四个等腰直角三角形金属器件和四个金属棒直接印刷在衬底上，四个等腰直角三角形金属器件按十字型排列围成正方形，每相邻两个等腰直角三角形金属器件的间距相同，四个金属棒分别与等腰直角三角形金属器件的斜边平行放置，每个三角形金属器件与金属棒之间的空间距离均相同，其结构参数为a＝1.0mm，b＝6.0mm，c＝5.6mm，d＝2.6mm，m＝20mm。
其中，所述衬底为相对介电常数ε＝4.3、厚度为1mm、尺寸为20mm*20mm的FR-4；所述等腰直角三角形金属器件与金属棒的材料均采用采用纯铜，电导率为5.96×107S/m，厚度为0.035mm，宽度为0.3mm。
在如图1所示，x方向为入射波的磁场方向E，y方向为入射波的电场方向H，在入射波照射下，金属棒和三角形结构的共振响应可以同时被激发，产生了强烈的局部电场和磁场，当它们组合到一起的时候，三角形结构和金属棒上就会产生反平行电流，引起散射场的相消干涉，从而导致经典的EIT效应。

Claims (5)

1.一种能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料，其特征在于，包括：衬底和正方形金属单元结构，所述正方形金属单元结构印刷在衬底上，所述正方形金属单元结构包括四个形状尺寸相同的等腰直角三角形金属器件和四个形状尺寸相同金属棒，四个等腰直角三角形金属器件按十字型对称排列且围成正方形，每相邻两个直角三角形金属器件的间距相同，四个金属棒分别与等腰直角三角形金属器件的斜边平行放置，每个等腰直角三角形金属器件与金属棒之间的间距相同。
2.如权利要求1所述的能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料，其特征在于，所述衬底为相对介电常数ε＝4.3、厚度为1mm、尺寸为20mm*20mm的FR-4。
3.如权利要求1所述的能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料，其特征在于，所述衬底为正方形。
4.如权利要求1所述的能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料，其特征在于，所述等腰直角三角形金属器件与金属棒的材料均采用采用纯铜，电导率为5.96×107S/m，厚度为0.035mm，宽度为0.3mm。
5.如权利要求1所述的能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料，其特征在于，所述等腰直角三角形金属器件的直角边长度为6.0mm，金属棒长度为7.92mm，相邻等腰直角三角形金属器件直角边的间距为1.0mm，金属棒与等腰直角三角形金属器件的斜边的间距为0.549mm。
CN201911094154.0A 2019-11-11 2019-11-11 一种能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料 Pending CN110808474A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911094154.0A CN110808474A (zh) 2019-11-11 2019-11-11 一种能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911094154.0A CN110808474A (zh) 2019-11-11 2019-11-11 一种能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110808474A true CN110808474A (zh) 2020-02-18

Family

ID=69501818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911094154.0A Pending CN110808474A (zh) 2019-11-11 2019-11-11 一种能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110808474A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112817073A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 南京航空航天大学 一种基于无反射滤波器原理的红外吸波器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8264759B2 (en) * 2009-05-12 2012-09-11 Uti Limited Partnership Fast all-optical switch
WO2015025113A1 (en) * 2013-08-20 2015-02-26 Khor Joo Moy Apparatus and method for estimating shape
CN204793215U (zh) * 2015-06-25 2015-11-18 江苏轩途电子科技有限公司 2-比特太赫兹各向异性电磁编码超材料
CN105633588A (zh) * 2015-12-29 2016-06-01 中国计量学院 一种偏振不敏感导模谐振品质因子可调超材料谐振装置
CN108572162A (zh) * 2018-05-17 2018-09-25 重庆邮电大学 一种基于类电磁诱导透明效应的太赫兹波段超材料传感器
CN108598714A (zh) * 2018-04-26 2018-09-28 齐齐哈尔大学 一种极化无关的电磁感应透明超材料结构
CN110246956A (zh) * 2019-06-28 2019-09-17 中国人民解放军国防科技大学 一种极化不敏感的可调电磁诱导透明太赫兹器件

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8264759B2 (en) * 2009-05-12 2012-09-11 Uti Limited Partnership Fast all-optical switch
WO2015025113A1 (en) * 2013-08-20 2015-02-26 Khor Joo Moy Apparatus and method for estimating shape
CN204793215U (zh) * 2015-06-25 2015-11-18 江苏轩途电子科技有限公司 2-比特太赫兹各向异性电磁编码超材料
CN105633588A (zh) * 2015-12-29 2016-06-01 中国计量学院 一种偏振不敏感导模谐振品质因子可调超材料谐振装置
CN108598714A (zh) * 2018-04-26 2018-09-28 齐齐哈尔大学 一种极化无关的电磁感应透明超材料结构
CN108572162A (zh) * 2018-05-17 2018-09-25 重庆邮电大学 一种基于类电磁诱导透明效应的太赫兹波段超材料传感器
CN110246956A (zh) * 2019-06-28 2019-09-17 中国人民解放军国防科技大学 一种极化不敏感的可调电磁诱导透明太赫兹器件

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EMILIJA PETRONIJEVIC: "《EIT-like all-dielectric metamaterials with phase changing layers for all-optical switching applications》", 《19TH ITALIAN NATIONAL CONFERENCE ON PHOTONIC TECHNOLOGIES (FOTONICA 2017)》 *
ZHENGYONG SONG: "《Polarization-Independent Terahertz Tunable Analog of Electromagnetically Induced Transparency》", 《 IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112817073A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 南京航空航天大学 一种基于无反射滤波器原理的红外吸波器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xu et al. Dual plasmon-induced transparency and slow light effect in monolayer graphene structure with rectangular defects
Carrasco et al. Gate-controlled mid-infrared light bending with aperiodic graphene nanoribbons array
CN105633588B (zh) 一种偏振不敏感导模谐振品质因子可调超材料谐振装置
Wang et al. Electromagnetic field manipulation in planar nanorod antennas metamaterial for slow light application
Dewar A thin wire array and magnetic host structure with n
Hu et al. Tailoring dual-band electromagnetically induced transparency in planar metamaterials
Hu et al. Analogue of ultra-broadband and polarization-independent electromagnetically induced transparency using planar metamaterial
Kim et al. Flexible ultrathin metamaterial absorber for wide frequency band, based on conductive fibers
Li et al. Multiple-band reflective polarization converter based on deformed F-shaped metamaterial
Luo et al. Design of a wide-band nearly perfect absorber based on multi-resonance with square patch
Zhuang et al. Flexible and polarization-controllable diffusion metasurface with optical transparency
CN103647152A (zh) 一种宽带极化不敏感的超材料吸波体
Ren et al. Dynamically tunable multi-channel and polarization-independent electromagnetically induced transparency in terahertz metasurfaces
Zhu et al. An approach to configure low-loss and full transmission metamaterial based on electromagnetically induced transparency
Mehdian et al. Optical and magneto-optical properties of plasma-magnetic metamaterials
Zhang et al. Design of single-layer high-efficiency transmitting phase-gradient metasurface and high gain antenna
Wang et al. Broadband planar left-handed metamaterials using split-ring resonator pairs
Zhu et al. Polarization-independent transparent effect in windmill-like metasurface
Shen et al. Electromagnetically induced transparency metamaterial with strong toroidal dipole response
CN110808474A (zh) 一种能实现偏振无关的类电磁感应透明效应的超材料
Tang et al. Optically transparent metamaterial absorber based on Jerusalem cross structure at S-band frequencies
Liu et al. Composite structure-based transparent ultra-broadband metamaterial absorber with multi-applications
Zhang et al. Tunable high-channel-count bandstop graphene plasmonic filters based on plasmon induced transparency
Yang et al. New types of exact quasi-soliton solutions in metamaterials
CN110246956A (zh) 一种极化不敏感的可调电磁诱导透明太赫兹器件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200218