[实用新型]具有非对称超表面结构的K波段极化调控器件

说明书

本实用新型涉及一种具有非对称超表面结构的K波段极化调控器件，属于电磁超表面的技术领域，其包括沿电磁波入射方向依次叠加设置的共振体层、介质基板和金属层，所述共振体层包括若干个卍形金属共振体，所述若干个卍形金属共振体在所述介质基板上呈周期性排列，每个所述卍形金属共振体均包括第一直角Z形结构和第二直角Z性结构，所述第一直角Z形结构与所述第二直角Z形结构垂直连接，所述第一直角Z形结构与所述第二直角Z形结构以垂直连接点为对称中心呈中心对称；解决了如何设计超薄、极化控制效率高的极化调控器件的问题；本实用新型具有极化控制效率高、超薄的效果。

技术领域

本实用新型涉及电磁超表面的技术领域，尤其是涉及一种具有非对称超表面结构的K波段极化调控器件。

背景技术

极化是电磁波（EM）的最基本特征之一，它在现代光学和无线通信或量子光学中有多种应用。因此，有效地控制光的偏振一直是光学研究人员关注的热点。

传统上，偏振操作主要是通过各向异性晶体来实现的，利用两种不同的线偏振光之间的折射率差异，使得不同偏振的电磁波产生相位差，最终引出出射光偏振性质的改变。但是，这样的折射率差通常很细微，始终需要厚的材料（厚度比光的波长大得多）才能提供足够的相位差，而对于低频电磁波的应用，这种厚度的材料几乎是无法实现的。此外，当厚度严格固定时，这种材料还限制了其工作频带，是非常狭窄的。这些限制阻碍了极化调控器件（例如偏振镜、波片）的发展，因此，如何设计超薄、极化控制效率高的极化调控器件成为本领域亟需解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种具有非对称超表面结构的K波段极化调控器件，其具有超薄、极化控制效率高的效果。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种具有非对称超表面结构的K波段极化调控器件，包括沿电磁波入射方向依次叠加设置的共振体层、介质基板和金属层，所述共振体层包括若干个卍形金属共振体，所述若干个卍形金属共振体在所述介质基板上呈周期性排列，每个所述卍形金属共振体均包括第一直角Z形结构和第二直角Z性结构，所述第一直角Z形结构与所述第二直角Z形结构垂直连接，所述第一直角Z形结构与所述第二直角Z形结构以垂直连接点为对称中心呈中心对称。

通过采用上述技术方案，利用人造亚波长微结构组成的非对称超表面结构设计极化调控器件，可以使极化调控器件具有极化控制效率高、超薄的优点。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一直角Z形结构包括第一一字形结构，所述第一一字形结构的两端各垂直连接有第二一字形结构，所述第二直角Z形结构包括第三一字形结构，所述第三一字形结构的两端各垂直连接有第四一字形结构，所述第一一字形结构与所述第三一字形结构的长度相同，所述第二一字形结构与所述第四一字形结构的长度不同。

通过采用上述技术方案，通过改变第二一字形结构与第四一字形结构的长度大小而增加卍形金属共振体的不对称度，进而提高co-CP反射率，实现高极化控制效率。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一一字形结构、所述第三一字形结构的长度均为1.65mm，所述第二一字形结构的长度为0.7mm，所述第四一字形结构的长度为1.25mm。

通过采用上述技术方案，将第二一字形结构、第四一字形结构的长度分别设置为0.7mm、1.25mm，可以使极化调控器件表现出完美的极化控制效率。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述介质基板采用介电常数为4.3、厚度为0.95mm的FR4介质基板。

通过采用上述技术方案，将介质基板厚度设置在0.95mm，可以使极化调控器件具有极化控制的最小宽带。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述共振体层的周期为3.5mm。