[发明专利]一种实现极化转换的超材料

权利要求书

1.一种实现极化转换的超材料，其特征在于，所述超材料包括基材以及设置在基材上的多个人造微结构，所述人造微结构能够影响在其中传播的平面电磁波的电场矢量，使得所述平面电磁波离开所述的超材料时，所述电场矢量的两个正交分量产生的相位差Δφ＝(k1-k2)×d，从而实现上述电磁波极化方式的相互转换，其中，

k1=ω×ϵ1×;]]>

k2=ω×ϵ2×;]]>

ω为所述电磁波的频率；

ε为所述超材料单元的介电常数；

μ₁、μ₂为所材料单元的磁导率；

d为所述超材料的厚度。

2.根据权利要求1所述的实现极化转换的超材料，其特征在于，所述超材料由多个片状基板堆叠形成，每个片状基板上均由所述基材以及附着有多个人造微结构组成，所有的人造微结构在空间中形成周期阵列。

3.根据权利要求2所述的实现极化转换的超材料，其特征在于，所述所有的人造微结构在空间中呈均匀性的周期阵列。

4.根据权利要求2所述的实现极化转换的超材料，其特征在于，在基材选定的情况下，通过改变人造微结构的图案、设计尺寸和/或人造微结构在空间中的排布获得想要的相位差Δφ。

5.根据权利要求4所述的实现极化转换的超材料，其特征在于，若要实现水平极化与垂直极化的相互转换，需Δφ＝(2K+1)·π，其中K为整数。

6.根据权利要求4所述的实现极化转换的超材料，其特征在于，若要实现线极化与圆极化的相互转换，需Δφ＝(2K+1)·(π/2)，且所述平面电磁波离开所述的超材料时，所述电场矢量的两个正交分量幅度相等，其中K为整数。

7.根据权利要求4所述的实现极化转换的超材料，其特征在于，若要实现线极化与椭圆极化的相互转换，需Δφ不等于(2K+1)·(π/2)且Δφ不等于(2K+1)·π且Δφ不等于2Kπ，且所述平面电磁波离开所述的超材料时，所述电场矢量的两个正交分量幅度不相等，其中K为整数。

8.根据权利要求2所述的实现极化转换的超材料，其特征在于，所述的每个人造微结构为一具有图案的附着在基材上的金属线，所述金属线的图案为一非旋转90度对称图形。

9.根据权利要求8所述的实现极化转换的超材料，其特征在于，所述金属线通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法附着在基材上。

10.根据权利要求8所述的实现极化转换的超材料，其特征在于，所述金属线呈二维雪花状，其具有相互垂直呈“十”字的第一主线及第二主线，所述第一主线的两端垂直设置有两个第一支线，所述第一主线的两端垂直设置有两个第二支线。

11.根据权利要求10所述的实现极化转换的超材料，其特征在于，所述第一主线及第二主线相互平分，所述两个第一支线的中心连接在第一主线上，所述两个第二支线的中心连接在第二主线上。

12.根据权利要求8或10或11所述的实现极化转换的超材料，其特征在于，所述入射的平面电磁波的电场矢量沿第一主线所在的直线有分量。

13.根据权利要求12所述的实现极化转换的超材料，其特征在于，所述入射的平面电磁波的电场矢量与第一主线呈45度夹角。