[发明专利]一种宽带低损耗太赫兹远场超透镜及其成像方法

摘要

本发明公开了一种宽带低损耗太赫兹远场超透镜及其成像方法。本发明采用角向周期分布的透射式金属光栅，电磁波只会以TEM形式存在，凋落波会转化成为渐开平面波导中的TEM柱面波，使得所有信息沿径向无衰减的传输下去，从而通过凋落波的渠道运输来实现超分辨率成像；并且，电磁波的能流方向沿着径向，根据角动量守恒，凋落波的切向波矢被等比例压缩，从而凋落波逐渐转化为传输波，从而承载目标细节信息的电磁波离开透镜之后能够继续传输，实现远场成像；当发生法布里‑珀罗振荡时，对于拥有不同切向波矢的波具有相同的透射率，从而实现透镜的完美工作点；同时能够有效降低传输损耗，易于加工，透镜电磁参数受频率影响小，实现宽带成像。

主权项

1.一种宽带低损耗太赫兹远场超透镜，其特征在于，所述宽带低损耗太赫兹远场超透镜包括：介质基底以及其上的角向周期分布的透射式金属光栅；其中，所述介质基底和透射式金属光栅的水平形状相同，均为扇形；所述扇形的内半径为r1，外半径为r2；所述透射式金属光栅的角向周期为θd，单个光栅角向为θa，光栅角向占空比为τ，τ＝θa/θd；相邻的两个单个光栅之间形成渐开平面波导；目标散射的TM极化电磁波沿水平面传播，透射式金属光栅位于电磁波的传播平面上，电磁波从光栅的内径侧表面入射，沿着光栅的径向传播；θd×r1远远小于电磁波的波长，透射式金属光栅内部的电磁波只会以TEM形式存在，电磁波中的凋落波会转化成为渐开平面波导中的TEM柱面波，使得含有不同切向波矢的电磁波沿径向无衰减地传输下去，从而通过凋落波的渠道运输来实现超分辨率成像；并且，角向周期分布的透射式金属光栅，使得电磁波在传输过程中，电磁波的能流方向沿着径向，根据角动量守恒，凋落波的切向波矢被等比例压缩，凋落波转化到小于自由空间波矢k0，从而凋落波逐渐转化为传输波，承载目标细节信息的电磁波离开透镜之后能够继续传输，实现远场成像。