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通信学院肖诗逸课题组研究成果在一区SCI期刊发表

2020-05-28 08:42:25编辑:平心在线人气:


近日,上海大学通信学院肖诗逸课题组提出了一种新型电磁超构表面,可以根据不同需要在透明、屏蔽和全吸收模式之间进行自由切换。这项研究不仅在理论揭示了透射式动态超表面设计困难的理论根源,更为进一步设计先进多功能的天线罩开辟了新的道路。相关研究成果已于2020年1月15日以A tunable metasurface with switchable functionalities: from perfect transparency to perfect absorption为题发表于一区SCI期刊《Advanced Optical Materials》(影响因子:7.12)。

功能可切换超表面工作示意图a)开启状态:全透;b)关闭状态:全吸

长久以来,动态可切换反射/透射/吸收的电磁窗口在智能雷达天线罩、高性能太阳能电池电极等方面有着非常重要的应用需求。到目前为止,大多数实现的可调超表面都是基于相对容易设计的反射体系结构,只能实现反射或者吸收功能,很少看到透射体系下的可调超表面,尤其是同时兼顾雷达探测和雷达隐身的具有动态切换双重功能的电磁超表面。其内在物理机制上的困难可以归结为:反射体系的超表面仅存在反射和吸收两个通道,而透射体系的超表面具有反射、透射和吸收三个通道来传输/耗散能量,但这三个通道之间的竞争非常复杂,使得传输吸收可切换的超表面很难实现。这极大地限制了这类电磁功能结构的应用。

上海大学肖诗逸教授和复旦大学周磊教授合作创新性的提出动态可调透射型超表面,其可以实现从完美透明到完美吸收的自由切换,打破了只能在反射体系下实现全吸收的束缚。通过耦合模理论来为此类透射式主动超表面建立通用相图,用以指导设计具有完美透射/吸收响应的可调器件。基于这样的一般相图,设计并制造了集成有PIN二极管的微波超表面,并通过实验证明了其功能可以通过控制二极管两端的外部电压,实现从完美透明转变为完美吸波。该研究成果可以实现动态可切换的透射/反射/吸收功能的电磁窗口,能够同时兼顾雷达探测和雷达隐身,在诸如智能雷达隐身天线罩、高性能太阳能电池电极等方面都有着非常重要的应用需求和前景。

a)样品图;对超表面施加不同电压的模拟,实验和CMT结果: b-d)透射、反射和e-g)吸收

上海大学为论文第一单位。论文第一作者为上海大学通信与信息工程学院硕士生李跃,通讯作者为上海大学肖诗逸教授和复旦大学周磊教授。该研究依托上海大学特种光纤与光接入网重点实验室、上海先进通信与数据科学研究院进行。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adom.201901548



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