Advanced Materials：浙大陳紅勝組研發全偏振3D超穎表面斗篷

當光照射到物體上的時候，物體會阻礙光的傳播并且造成光的散射，使得物體被人們所發現。Pendry等人提出了宏觀隱身的方法，隱身斗篷由夢想逐步變為了現實。目前一些制造隱形斗篷的方法在實驗中得到了驗證，但是幅度/相位失真仍然使其面臨著許多挑戰。

近日，浙江大學的研究人員在試驗中驗證了保存微波相位和頻率的全偏振任意形狀的3D超穎表面斗篷。該團隊人員運用超穎表面的獨特的特點，成功制備出了克服特殊極化限制、阻抗失配以及在現有的隱形斗篷的反射光束的橫向位移等困難的新型斗篷。實驗和計算表明，該斗篷可以完全恢復極化、相位和頻率。該斗篷的方便的合成方法為工業化生產大尺寸全偏振3D斗篷提供了可行性，并且有用于飛行器隱身的潛力。

圖文導讀

圖一 超穎表面斗篷方案以及單元設計

圖1a 超穎表面斗篷三維示意圖

圖1b 在0°，15°，30°，45°斜入射角下7.5GHz的不同尺寸近環諧振器的反射光振幅和相位

圖1c 當光入射到覆蓋有超穎表面斗篷的隆起物時，等效隆起方程g(x)。

圖二 超穎表面斗篷全波模擬

圖2a 當橫向平面波正入射到超穎表面斗篷上，在7.5GHz下反射橫向波分布

圖2b 正入射時，未覆蓋斗篷隆起物的橫向波分布

圖2c 以15°入射到超穎表面斗篷上的橫向波分布

圖2d 當正入射到超穎表面斗篷上，在7.5GHz下反射橫向磁場分布

圖2e正入射時，未覆蓋斗篷隆起物的橫向磁場分布

圖2f以15°入射到超穎表面斗篷上的橫向磁場分布

圖三 實驗測試

圖3a 已制造的超穎表面斗篷

圖3b 超穎表面斗篷測試示意圖

圖3c 金屬飛行器Hx場分布

圖四

圖4a-c 入射波電場沿y軸時，測得的沿x軸的磁場分布

圖4d-f 分別測得的未覆蓋斗篷，覆蓋斗篷，鏡面時，在x=0平面內的場分布

圖4g-I分別測得的未覆蓋斗篷，覆蓋斗篷，鏡面時的在y=0平面內的場分布

圖4j-l入射波電場沿x=-y軸時，測得的沿x=y軸的磁場分布

圖4m-o分別測得的未覆蓋斗篷，覆蓋斗篷，鏡面時，在x=-y平面內的場分布

圖4p-r 分別測得的未覆蓋斗篷，覆蓋斗篷，鏡面時的在y=x平面內的場分布

圖五

圖5a-c?α=10°，Φ=0°，入射波電場沿y軸時，測得的沿x軸的磁場分布

圖5d-f α=10°，Φ=0°，分別測得的未覆蓋斗篷，覆蓋斗篷，鏡面時，在x=0平面內的場分布

圖5g-I?α=10°，Φ=0°，分別測得的未覆蓋斗篷，覆蓋斗篷，鏡面時的在z=114mm平面內的場分布

圖5j-l?α=10°，Φ=45°，入射波電場沿x=-y軸時，測得的沿x=y軸的磁場分布

圖5m-o?α=10°，Φ=45°，分別測得的未覆蓋斗篷，覆蓋斗篷，鏡面時，在x=-y平面內的場分布

圖5p-r α=10°，Φ=45°，分別測得的未覆蓋斗篷，覆蓋斗篷，鏡面時的在z=114mm平面內的場分布

圖六

圖6a-c α=10°，Φ=0°，入射磁場沿y軸時，測得的磁場沿y軸分布

圖6d-f α=10°，Φ=0°，分別測得的未覆蓋斗篷，覆蓋斗篷，鏡面時，在x=0平面內的場分布

圖6g-I?α=10°，Φ=0°，分別測得的未覆蓋斗篷，覆蓋斗篷，鏡面時的在z=114mm平面內的場分布

圖6j-l α=10°，Φ=45°，，入射磁場沿x=-y軸時，測得的沿x=-y軸的磁場分布

圖6m-o α=10°，Φ=45°，分別測得的未覆蓋斗篷，覆蓋斗篷，鏡面時，在x=-y平面內的場分布

圖6p-r?α=10°，Φ=45°，分別測得的未覆蓋斗篷，覆蓋斗篷，鏡面時的在z=114mm平面內的場分布

圖七

圖7（a、b）全散射的雷達截面以及在x=0mm平面內8GHz下，雷達截面歸一化差

圖7（c、d）全散射的雷達截面以及在y=0mm平面內8GHz下，雷達截面歸一化差

文獻鏈接：Full-Polarization 3D Metasurface Cloak with Preserved Amplitude and Phase
（2016，Advanced Materials, DOI:?10.1002/adma.201600625 ）

本文由材料人電子電工材料學習小組樹苗供稿，材料牛編輯整理。

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