项目名称: 用于电磁能流调控的新型材料和器件的实验研究

项目编号: No.11474212

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 侯波

作者单位: 苏州大学

项目金额: 80万元

中文摘要: 变换光学作为一种全新的电磁能流调控设计准则,可以实现隐身等奇特电磁现象,然而相关变换器件单频或窄带的频谱特点以及厚重的尺度严重限制了进一步的实际应用。另一方面,带亚波长间隙的金属片周期结构组成法布里-泊罗共振材料,展现出多频率的反常光透射特征;新近发展的二维光学材料- - 超平面能在超薄尺度上实现传统光学设计,正在为越来越多的研究者所关注。在本项目里,我们利用这些新颖的电磁材料在实验上实现(1)一类具有多重工作频率和零散射截面的法布里-泊罗共振型变换光学器件;(2)内嵌超平面材料的波导管里的隐身现象;(3)不同于变换光学的新型能流调控效应。这三方面能流调控材料及器件的研究不仅带来了超越变换光学的新设计思路,也首次联系了变换光学、反常光透射和超平面这三个热点领域,有可能形成以能流调控为核心的新交叉方向。

中文关键词: 变换光学;超材料;超平面;光子晶体

英文摘要: Transformation optics (TO) is a brand new methodology of controlling electromagnetic flux and can realize many exotic electromagnetic phenomena, e.g. cloaking, with metamaterials implementation. However, the fancy TO devices suffer from single working frequency or narrow bandwidth limitation and bulky volume disadvantage, which seriously constrain the relevant practical applications. On the other hand, the metallic structure with periodical subwavelength slits has exhibited multiple frequencies of extraordinary optical transmission (EOT), a consequence of Fabry-Perot(FP) resonance inside the slits. Furthermore, newly proposed flat optics materials, which are termed metasurfaces, enable the optical design within deeply subwavelength thickness scale and are receiving intense attentions. In this proposal, we are going to employ these novel electromagnetic materials to conduct three topics of experimental research: (1) testing a type of TO devices with multiple frequencies of zero scattering cross-section induced by FP resonance; (2) observing the cloaking phenomenon in metasurface-loaded waveguides; (3) realizing a new approach of energy flux control which is different from TO. Our research will not only pave a new way to manipulate electromagnetic energy flux beyond TO, but also bring about the first connection and crossing among the three hot fields, TO, EOT and metasurfaces, which will probably initiate the new research direction concentrated on energy flux control.

英文关键词: Transformation Optics;Metamaterial;Metasurface;Photonic Crystal

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