[发明专利]用于表面和波导的超材料

权利要求书

1.一种装置，包括：

传导表面，其具有对应于所述传导表面内的相应孔缝的多个独立的电磁响应，所述多个独立的电磁响应提供在平行于所述传导表面的方向上的有效导磁率。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述有效导磁率实质上为零。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述有效导磁率实质上小于零。

4.如权利要求1所述的装置，其中在平行于所述传导表面的所述方向上的所述有效导磁率是在平行于所述传导表面的第一方向上的第一有效导磁率，并且所述多个相应的独立的电磁响应还提供在平行于所述传导表面且垂直于所述第一方向的第二方向上的第二有效导磁率。

5.如权利要求4所述的装置，其中所述第一有效导磁率实质上等于所述第二有效导磁率。

6.如权利要求4所述的装置，其中所述第一有效导磁率实质上不同于所述第二有效导磁率。

7.如权利要求6所述的装置，其中所述第一有效导磁率大于0，并且所述第二有效导磁率小于0。

8.如权利要求1所述的装置，其中所述传导表面是波导结构的边界面，并且所述有效导磁率是实质上在所述波导结构内传播的电磁波的有效导磁率。

9.一种装置，包括：

具有多个独立的电磁响应的一个或多个传导表面，所述多个独立的电磁响应对应于在所述一个或多个传导表面内的相应孔缝，所述多个独立的电磁响应提供实质上小于0或等于0的有效折射率。

10.一种装置，包括：

具有多个独立的电磁响应的一个或多个传导表面，所述多个独立的电磁响应对应于在所述一个或多个传导表面内的相应孔缝，所述多个独立的电磁响应提供空间地变化的有效折射率。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述一个或多个传导表面是波导结构的一个或多个边界面，并且所述空间地变化的有效折射率是实质上在所述波导结构内传播的电磁波的空间地变化的有效折射率。

12.如权利要求11所述的装置，其中所述波导结构是实质上平面的二维波导结构。

13.如权利要求11所述的装置，其中所述波导结构限定用于接收输入电磁能的输入端口。

14.如权利要求13所述的装置，其中所述输入端口限定用于实质上不反射输入电磁能的输入端口阻抗。

15.如权利要求14所述的装置，其中所述多个相应的独立的电磁响应还提供有效波阻抗，该有效波阻抗梯度地接近在所述输入端口处的所述输入端口阻抗。

16.如权利要求13所述的装置，其中所述波导结构限定用于发射输出电磁能的输出端口。

17.如权利要求16所述的装置，其中所述输出端口限定用于实质上不反射输出电磁能的输出端口阻抗。

18.如权利要求16所述的装置，其中所述多个相应的独立的电磁响应还提供有效波阻抗，该有效波阻抗梯度地接近在所述输出端口处的所述输出端口阻抗。

19.如权利要求16所述的装置，其中所述波导结构响应于实质上准直的输入电磁能束，以提供实质上准直的输出电磁能束，所述输入电磁能束限定输入束方向，所述输出电磁能束限定实质上不同于所述输入束方向的输出束方向。

20.如权利要求19所述的装置，其中所述波导结构限定从所述输入端口指向所述输出端口的轴向方向，并且所述空间地变化的有效折射率包括在所述输入端口和所述输出端口中间，沿着垂直于所述轴向方向的方向上的、实质上线性的梯度。

21.如权利要求16所述的装置，其中所述波导结构响应于实质上准直的输入电磁能束，以提供实质上会聚的输出电磁能束。

22.如权利要求21所述的装置，其中所述波导结构限定从所述输入端口指向所述输出端口的轴向方向，并且所述空间地变化的有效折射率包括在所述输入端口和所述输出端口中间，沿着垂直于所述轴向方向的方向上的、实质上凹形的变化。

23.如权利要求16所述的装置，其中所述波导结构响应实质上准直的输入电磁能束，以提供实质上发散的输出电磁能束。