双金属层Huygens表面：宽带高效波束折射

"这篇论文介绍了一种双金属层Huygens'表面，该表面能够在25 GHz的电信频率下高效地折射正常入射的电磁波。通过一系列各向同性、非共振的空间相位移器（尺寸为0.5k0至30.5k0，其中k0是25 GHz的自由空间波长）控制界面处的相位梯度。单位细胞的电场和磁场响应由刻蚀在超薄介质基板（厚度为0.07k0）两面的金属图案来调控。这种表面微结构可以用来制造高效率的折射阵列和超薄宽频聚焦透镜。全面的数值模拟和实验验证了其性能。" 本文主要探讨的是微波和光学工程中的一个关键概念——Huygens'表面，这是一种能够实现电磁波控制的平面表面。Huygens'表面的概念源于物理学，它允许对入射波进行精确的反射和折射，类似于理想的表面波源。文章提出了一种新型的双金属层设计，这使得在25 GHz的通信频率上，Huygens'表面能更有效地折射电磁波。 文章的重点在于如何通过调整相位梯度来控制电磁波的传播。相位梯度是改变波前方向的关键因素，而在这里，这一目标是通过一系列尺寸可调的相位移器实现的。这些相位移器具有0.5k0到30.5k0的尺寸范围，可以根据需要调整电磁波的相位，从而控制其折射方向。这种非共振特性意味着系统不会因为谐振效应而引入额外的损耗，从而提高了效率。 双金属层的设计允许在超薄介质基板的两侧刻蚀金属图案，这不仅节省了空间，也增强了结构的稳定性。这些微结构单元的电场和磁场响应可以独立调控，进一步增强了设计的灵活性，使其能够适应各种应用场景。 论文还强调了这种Huygens'表面在制作高效率折射阵列和超薄聚焦透镜方面的潜力。折射阵列可以用于无线通信系统，以精确引导和操纵无线信号；而超薄聚焦透镜则在天线设计、雷达系统以及光学成像等领域有广泛应用。 通过全面的数值模拟，研究者验证了设计的理论效果，并可能进行了实验验证，以确保所提出的Huygens'表面在实际应用中表现出预期的性能。这些发现对于微波和光学工程领域来说是重要的进展，为未来高效、宽频的电磁波控制技术提供了新的思路和解决方案。