[发明专利]一种超材料极化转换器

权利要求书

1.一种超材料极化转换器，其特征在于，所述超材料极化转换器包括基材以及设置在基材上的电磁特性呈各向异性的多个人造微结构，所述多个人造微结构均匀分布在垂直于电磁波的入射方向的一个或多个平面上，所述超材料极化转换器内部的折射率呈均匀分布，所述入射电磁波的电场矢量在所述一个或多个平面上内分解成两个不为零的正交分量，两个分量分别与人造微结构所处位置的光轴平行和垂直，在电磁波穿过超材料极化转换器后，所述两个正交分量具有了一与入射前不同的相位差Δθ。

2.根据权利要求1所述的超材料极化转换器，其特征在于，所述基材由多个相互平行的片状基板堆叠形成，每个片状基板上均附着有多个人造微结构，所述片状基板垂直于电磁波的入射方向，所有的人造微结构在所述片状基板上周期排布。

3.根据权利要求1所述的超材料极化转换器，其特征在于，若Δθ＝Kπ，则可以实现任意夹角的两个线极化电磁波的相互转换，其中K为整数。

4.根据权利要求3所述的超材料极化转换器，其特征在于，若要实现水平极化与垂直极化电磁波之间的相互转换，则使人造微结构的光轴方向与入射电磁波的电场矢量的方向呈45度夹角。

5.根据权利要求1所述的超材料极化转换器，其特征在于，若要实现线极化和圆极化电磁波之间的相互转换，则Δθ＝(2K+1)(π/2)，且人造微结构的光轴方向与入射电磁波的电场矢量的方向呈45度夹角。

6.根据权利要求1所述的超材料极化转换器，其特征在于，若要实现线极化和椭圆极化电磁波的相互转换，则Δθ不等于Kπ并且不等于(2K+1)(π/2)，且人造微结构的光轴方向与入射电磁波的电场矢量的方向的夹角不等于45度。

7.根据权利要求2所述的超材料极化转换器，其特征在于，所述人造微结构为金属微结构，所述每个金属微结构为一具有图案的附着在片状基板上的金属线，所述金属线的图案为一非90度旋转对称图形。

8.根据权利要求7所述的超材料极化转换器，其特征在于，所述金属线通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法附着在片状基板上。

9.根据权利要求7所述的超材料极化转换器，其特征在于，所述金属线呈二维雪花状，其具有相互垂直呈“十”字的第一主线及第二主线，所述第一主线的两端垂直设置有两个第一支线，所述第一主线的两端垂直设置有两个第二支线。

10.根据权利要求9所述的超材料极化转换器，其特征在于，所述第一主线及第二主线相互平分，所述两个第一支线的中心连接在第一主线上，所述两个第二支线的中心连接在第二主线上。

11.根据权利要求10所述的超材料极化转换器，其特征在于，所述入射电磁波的电场矢量的两个正交分量分解在第一主线与第二主线所在的直线上。

12.根据权利要求11所述的超材料极化转换器，其特征在于，所述入射电磁波的电场矢量方向与第一主线呈45度夹角。