Advanced Materials：浙大陈红胜组研发全偏振3D超颖表面斗篷

当光照射到物体上的时候，物体会阻碍光的传播并且造成光的散射，使得物体被人们所发现。Pendry等人提出了宏观隐身的方法，隐身斗篷由梦想逐步变为了现实。目前一些制造隐形斗篷的方法在实验中得到了验证，但是幅度/相位失真仍然使其面临着许多挑战。

近日，浙江大学的研究人员在试验中验证了保存微波相位和频率的全偏振任意形状的3D超颖表面斗篷。该团队人员运用超颖表面的独特的特点，成功制备出了克服特殊极化限制、阻抗失配以及在现有的隐形斗篷的反射光束的横向位移等困难的新型斗篷。实验和计算表明，该斗篷可以完全恢复极化、相位和频率。该斗篷的方便的合成方法为工业化生产大尺寸全偏振3D斗篷提供了可行性，并且有用于飞行器隐身的潜力。

图文导读

图一 超颖表面斗篷方案以及单元设计

图1a 超颖表面斗篷三维示意图

图1b 在0°，15°，30°，45°斜入射角下7.5GHz的不同尺寸近环谐振器的反射光振幅和相位

图1c 当光入射到覆盖有超颖表面斗篷的隆起物时，等效隆起方程g(x)。

图二 超颖表面斗篷全波模拟

图2a 当横向平面波正入射到超颖表面斗篷上，在7.5GHz下反射横向波分布

图2b 正入射时，未覆盖斗篷隆起物的横向波分布

图2c 以15°入射到超颖表面斗篷上的横向波分布

图2d 当正入射到超颖表面斗篷上，在7.5GHz下反射横向磁场分布

图2e正入射时，未覆盖斗篷隆起物的横向磁场分布

图2f以15°入射到超颖表面斗篷上的横向磁场分布

图三 实验测试

图3a 已制造的超颖表面斗篷

图3b 超颖表面斗篷测试示意图

图3c 金属飞行器Hx场分布

图四

图4a-c 入射波电场沿y轴时，测得的沿x轴的磁场分布

图4d-f 分别测得的未覆盖斗篷，覆盖斗篷，镜面时，在x=0平面内的场分布

图4g-I分别测得的未覆盖斗篷，覆盖斗篷，镜面时的在y=0平面内的场分布

图4j-l入射波电场沿x=-y轴时，测得的沿x=y轴的磁场分布

图4m-o分别测得的未覆盖斗篷，覆盖斗篷，镜面时，在x=-y平面内的场分布

图4p-r 分别测得的未覆盖斗篷，覆盖斗篷，镜面时的在y=x平面内的场分布

图五

图5a-c α=10°，Φ=0°，入射波电场沿y轴时，测得的沿x轴的磁场分布

图5d-f α=10°，Φ=0°，分别测得的未覆盖斗篷，覆盖斗篷，镜面时，在x=0平面内的场分布

图5g-I α=10°，Φ=0°，分别测得的未覆盖斗篷，覆盖斗篷，镜面时的在z=114mm平面内的场分布

图5j-l α=10°，Φ=45°，入射波电场沿x=-y轴时，测得的沿x=y轴的磁场分布

图5m-o α=10°，Φ=45°，分别测得的未覆盖斗篷，覆盖斗篷，镜面时，在x=-y平面内的场分布

图5p-r α=10°，Φ=45°，分别测得的未覆盖斗篷，覆盖斗篷，镜面时的在z=114mm平面内的场分布

图六

图6a-c α=10°，Φ=0°，入射磁场沿y轴时，测得的磁场沿y轴分布

图6d-f α=10°，Φ=0°，分别测得的未覆盖斗篷，覆盖斗篷，镜面时，在x=0平面内的场分布

图6g-I α=10°，Φ=0°，分别测得的未覆盖斗篷，覆盖斗篷，镜面时的在z=114mm平面内的场分布

图6j-l α=10°，Φ=45°，，入射磁场沿x=-y轴时，测得的沿x=-y轴的磁场分布

图6m-o α=10°，Φ=45°，分别测得的未覆盖斗篷，覆盖斗篷，镜面时，在x=-y平面内的场分布

图6p-r α=10°，Φ=45°，分别测得的未覆盖斗篷，覆盖斗篷，镜面时的在z=114mm平面内的场分布

图七

图7（a、b）全散射的雷达截面以及在x=0mm平面内8GHz下，雷达截面归一化差

图7（c、d）全散射的雷达截面以及在y=0mm平面内8GHz下，雷达截面归一化差

文献链接：Full-Polarization 3D Metasurface Cloak with Preserved Amplitude and Phase
（2016，Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.201600625 ）

本文由材料人电子电工材料学习小组树苗供稿，材料牛编辑整理。

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