基于超表面的超宽带线极化转换特性研究

来源：电子与信息学报杂志2022年第12期北京时间：

作者：王玥, 姚震宇, 崔子健, 朱永强, 张达篪, 胡辉, 张狂

单位：1.西安理工大学陕西省超快光电与太赫兹科学重点实验室 西安 7100482.哈尔滨工业大学电子信息与工程学院 哈尔滨 150001

摘要：极化转换在太赫兹调制领域具有重要的研究意义和应用价值。传统的极化转换器件存在尺寸大、集成度低、损耗高、带宽窄等诸多不足。该文提出一种对称“山”型超表面共振单元结构，可用于实现反射、透射极化转换器件的设计。其中反射型器件实现了极高极化转换率的宽带线极化转换，透射型器件实现了相对带宽达135.5%的超宽带线极化转换。采用各向异性理论分析了反射型器件产生极化转换的机制，并基于多重干涉理论对共振结构阵列与金属背板构成的类F-P腔进行了计算，计算结果与仿真吻合较好。进一步使用正交线栅类F-P腔与共振结构阵列，构成透射型器件，并深入分析了共振单元结构不同部分对宽带极化转换的贡献，讨论了不同结构形成的极化转换频段间的耦合方式。研究结果为基于固定相位差的超宽带偏振极化转换器件的实现以及超表面类F-P腔应用提供了新的思路。

关键词：超表面, 极化转换, 各向异性, 多重干涉

基金资助：国家自然科学基金(62275215, 61975163)，陕西省自然科学基金(2020JZ-48)，陕西高校青年创新团队项目(21JP084)