超构材料中基元非对称性的禁带关联机制及场量调控研究

基本信息
批准号:61875051
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:彭亮
学科分类:
依托单位:杭州电子科技大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:徐魁文,王志宇,赵鹏,张忠海,杜铁钧,周琪,朱威,段灵福,洪潇
关键词:
场量调控超构材料禁带辐射控制非对称结构
结项摘要

The metamaterial is one of the hot topics in optics. Through breaking the structural symmetry of the constructing inclusions, extra forbidden band can be observed in the interesting metamaterials, which provides the possibility to stimulate novel edge states and asymmetric electromagnetic responses. This proposal focus on the topics of microscopic modeling, macroscopic dispersion, forbidden characteristics and the applications of field manipulation, of metamaterials made of asymmetric structures. The contents of this proposal include: (a) through studying an equivalent transmission-line model, we are trying to exhibit the asymmetric mechanism and to establish the systematic description of cutting-off, of the asymmetrically structured metamaterials; (b) through studying the surface states of the bulk metamaterials, we expect to find out the excitation conditions and the propagating profiles, in order to obtain some novel approaches of on-chip wave control in the microwave and optical ranges;(c) according to the forbidden dispersion of the asymmetric metamaterials, we intend to achieve the flexible control of point source’s radiation, as well as directionally efficient absorption, with ultra-thin metamaterial structures. With the researches proposed, we expect to give solutions to the emergent problems currently existing and enrich the content of metamaterials, as well as to facilitate the potential applications of metamaterials which are asymmetrically constructed.

超构材料是当前光学领域的热点话题。通过破缺构造基元的结构对称性,超构材料将可拥有额外的光学禁带,为激发新颖的光学边界态和非对称电磁响应提供了思路。本项目立足于超构材料中的基元非对称性质,特别针对其微观模型与宏观色散、禁带特性和场量调控应用等展开基础性机理研究,包括:通过研究非对称基元的传输线模型,建立和完善该类超构材料的非对称电磁机制和系统的禁带体系描述;研究非对称基元超构材料体块的光学表面态,分析其激励条件和传播特性,获得新颖的电磁波、光波片上调控方案;基于非对称体系超构材料及其禁带特性,运用超薄材料操控电磁点源辐射,以及实现高效的单向吸波体。本项目意在丰富超构材料的内容,填补非对称基元超构材料方面研究的不足,有效推动和促进其潜在的应用。

项目摘要

超构材料是一种人工微结构复合媒质,其可具有天然媒质难以具备的非寻常电磁特性,是当前光学领域的热点话题。超构材料基元的非对称性在很大程度上影响超构材料整体的宏观电磁特性,包括磁电耦合的双各向异性与手性等,可用于激发拓扑非平庸的电波传播和实现自旋与赝自旋等非传统电磁波动现象。本项目研究着重于超构材料的基元非对称性质,展开与其相关的微观模型、宏观色散、电磁禁带、横向自旋、场规范等理论与应用基础研究。主要研究内容包括:非对称基元超构材料的宏观对称性破缺与横向自旋光学体态理论研究,横向自旋光学体态的自旋霍尔效应研究,均匀媒质中的拓扑性传态与边界态研究,超构材料波导结构与漏波辐射天线,超宽带频率选择表面与超薄吸波体研究,时变超构材料与电磁透明体研究等。本项目相关原创理论与实验研究,从理论体系上阐述了新的横向自旋光子体态及其物理性质,拓展了超构材料在微波、光学等领域的新颖应用,为基于对称性破缺体系的全电磁理论体系和新型电磁器件的研制提供基础依据,具有重要的科学意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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