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一种实现中红外非对称传输的手征超表面设计

肖桐 田昌会 王军 孟真 范琦 高志强 谢晓伟 田晓霞

肖桐, 田昌会, 王军, 孟真, 范琦, 高志强, 谢晓伟, 田晓霞. 一种实现中红外非对称传输的手征超表面设计[J]. 红外技术, 2021, 43(3): 272-278.
引用本文: 肖桐, 田昌会, 王军, 孟真, 范琦, 高志强, 谢晓伟, 田晓霞. 一种实现中红外非对称传输的手征超表面设计[J]. 红外技术, 2021, 43(3): 272-278.
XIAO Tong, TIAN Changhui, WANG Jun, MENG Zhen, FAN Qi, GAO Zhiqiang, XIE Xiaowei, TIAN Xiaoxia. Chiral Metasurface Designed for the Asymmetric Transmission of the Mid-infrared Band[J]. INFRARED TECHNOLOGY, 2021, 43(3): 272-278.
Citation: XIAO Tong, TIAN Changhui, WANG Jun, MENG Zhen, FAN Qi, GAO Zhiqiang, XIE Xiaowei, TIAN Xiaoxia. Chiral Metasurface Designed for the Asymmetric Transmission of the Mid-infrared Band[J]. INFRARED TECHNOLOGY, 2021, 43(3): 272-278.

一种实现中红外非对称传输的手征超表面设计

基金项目: 

陕西省自然科学基础研究计划资助项目 2019JZ-40

详细信息
    作者简介:

    肖桐(1993-),男,回族,宁夏固原人,硕士研究生,主要从事红外辐射特性与探测技术研究。E-mail: xt415574621@163.com

    通讯作者:

    田昌会(1963-),男,陕西合阳人,教授,博士,主要从事红外辐射特性与探测技术研究。E-mail:tchtyb001@163.com

  • 中图分类号: TN213

Chiral Metasurface Designed for the Asymmetric Transmission of the Mid-infrared Band

  • 摘要: 为了研究手征超表面在中红外波段的非对称传输特性,设计了一种基于L型结构的手征超表面单元。利用CST电磁软件进行仿真分析,结果表明在68.92~88.68 THz范围内非对称传输参数大于0.8,在73.25 THz处非对称传输参数达到极值为0.88,由此可知该结构在中红外波段具有良好的非对称传输特性;通过分析表面电流分布和透射场相位分布,阐明了该手征超表面的极化选择性反射和交叉极化透射机理;对单元结构手征强弱和非对称传输特性的关系进行了讨论,并研究了介质层、金属层的厚度以及电磁波入射角度对非对称传输特性的影响。
  • 图  1  单元结构示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of unit structure

    图  2  三维结构形成过程

    Figure  2.  The formation process of the 3D structure

    图  3  正向入射透射系数

    Figure  3.  The transmission coefficient of forward incidence

    图  4  非对称传输参数

    Figure  4.  Asymmetric transmission parameters

    图  5  75.25 THz处表面电流分布

    Figure  5.  Surface current distribution at 75.25 THz

    图  6  仅正面L型结构y极化波正向垂直入射的反射系数

    Figure  6.  The reflection and transmission coefficient of a single L structure with y polarized wave incident vertically

    图  7  入射场和透射场的电场分布

    Figure  7.  Electric field distribution of incident field and transmission field

    图  8  u-v坐标系的建立

    Figure  8.  Establishment of u-v coordinate system

    图  9  uv极化入射时交叉极化透射相位

    Figure  9.  Cross polarization transmission phase when u and v polarization incident

    图  10  结构参数和入射角与非对称传输参数的关系:(a)短臂L2变化;(b)介质层厚度变化;(c)金属层厚度变化;(d)入射角变化

    Figure  10.  Influence of structural parameters on transmission characteristics: (a) Changes in short arm L2;(b) Changes in the thickness of the dielectric layer; (c) Changes in the thickness of the metal layer; (d) Change in incidence Angle

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出版历程
  • 收稿日期:  2020-07-08
  • 修回日期:  2020-07-28
  • 刊出日期:  2021-04-02

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