二维非色散相位梯度超表面：设计、实验验证与极化调控

本文研究的是二维宽带相位梯度超表面的设计及其实验验证。这种超表面是针对圆极化波设计的，通过同极化反射超表面结构单元的有序排列，能够在不引入色散的情况下实现高效的相位调控。金属线在结构单元内的面内旋转是实现相位梯度的关键手段，它使得超表面能够对入射的左右旋波产生相反的相位梯度。 当线极化波照射到超表面时，会产生奇特的现象：反射波分裂成两个向相反方向传播的圆极化波。作者通过数值仿真研究了线极化波垂直入射时的反射功率密度谱，结果显示仿真结果与理论预测的异常反射方向高度一致。这种超表面的创新之处在于它能够在宽频带（9.5-19.0 GHz）内实现低至-5 dB以下的镜面反射率，这在电磁波管理中具有显著的优势。 极化转化和异常反射是本文的核心技术，而相位梯度超表面则是一种新型的电磁波操控工具。与传统的光学元件（如平面镜、棱镜和透镜）相比，相位梯度超表面提供了更大的灵活性，可以精确控制电磁波的传播路径和极化状态，这对于通信、雷达和光学系统等领域具有广泛的应用潜力。 制作了厚度为2毫米的超表面样品，并进行了实验测试，进一步验证了设计的理论效果。这些实验结果为超表面技术的实际应用提供了强有力的支持，预示着二维宽带相位梯度超表面在未来可能在无线通信、光学隐身、信号处理等技术中发挥重要作用。 这篇文章不仅介绍了二维相位梯度超表面的理论设计原理，还展示了其实验验证的成果，对于理解和开发这种新型超材料在电磁波控制领域的应用具有重要意义。