[发明专利]电磁波分裂元件

说明书

技术领域

本发明涉及电磁波通讯领域，更具体地说，涉及一种电磁波分裂元件。

背景技术

超材料是一种新型材料，是由非金属材料制成的基材和附着在基材表面上或嵌入在基材内部的多个人造微结构构成的。人造微结构是组成一定几何图形的圆柱形或扁平状金属丝，例如组成圆环形、I形的金属丝等。每个人造微结构及其附着或占据的部分基材构成一个单元，整个超材料即是由数十万、百万甚至上亿的这样的单元组成的，就像晶体是由无数的晶格按照一定的排布构成的，每个晶格即相当于上述的人造微结构及部分基材构成的单元。

由于人造微结构的存在，每个上述单元整体具有不同于基材本身的等效介电常数和等效磁导率，因此所有的单元构成的超材料对电场和磁场呈现出特殊的响应特性；同时，对人造微结构设计不同的具体结构和形状，可改变其单元的等效介电常数和等效磁导率，进而改变整个超材料的响应特性。

对于一束入射的平行电磁波，当需要使其分裂而不改变其传播方向时，自然界的材料和现有的其他人造材料都不能实现这种功能，人们只能着眼于上述超材料来实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术不能实现电磁波不改变其传播方向的前提下分裂的缺陷，提供一种超材料制成的电磁波分裂元件。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电磁波分裂元件，包括至少一个超材料片层，每个片层包括片状的非金属的基材、附着在所述基材上的多个人造微结构；所述人造微结构以一垂直于所述片状基材的平面为分界面被分为第一人造微结构和第二人造微结构；所述第一人造微结构/第二人造微结构有多个，且具有相同的折射率椭球，同时折射率椭球的非寻常光光轴相互平行；每个所述第一人造微结构和第二人造微结构均为非90度旋转对称结构，二者的折射率椭球的非寻常光光轴的夹角不为零或180度，且位于所述分界面法线的同一侧。

在本发明所述的电磁波分裂元件中，所述多个第一人造微结构/多个第二人造微结构具有相同的几何形状且相互平行地均匀排布，使得其折射率椭球相同且非寻常光光轴相互平行。

在本发明所述的电磁波分裂元件中，所述第一人造微结构和第二人造微结构以所述分界面为对称面对称。

在本发明所述的电磁波分裂元件中，所述夹角的开口方向与入射电磁波的传播方向一致。

在本发明所述的电磁波分裂元件中，所述电磁波分裂元件包括多个超材料片层，所述多个超材料片层沿垂直于所述超材料片层表面的方向堆叠为一体结构。

在本发明所述的电磁波分裂元件中，所述人造微结构为轴对称结构，其对称轴不垂直且不平行于所述分界面。

在本发明所述的电磁波分裂元件中，所述人造微结构为“工”字形、“十”字形或者椭圆形。

在本发明所述的电磁波分裂元件中，所述人造微结构为任意非对称结构。

实施本发明的电磁波分裂元件，具有以下有益效果：采用本发明，可以在不改变电磁波传播方向的条件下，将一束电磁波分裂成两束，扩大电磁波的传播范围。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的电磁波分裂元件的第一实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例的其中一个第二人造微结构的结构示意图；

图3是本发明第二实施例的人造微结构的结构示意图；

图4是本发明第三实施例的人造微结构的结构示意图；

图5是本发明第四实施例的人造微结构的结构示意图；

图6是本发明第五实施例的人造微结构的结构示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种电磁波分裂元件，可使一束入射的电磁波离开元件时分离成两束电磁波。

如图1所示，本发明的电磁波分裂元件由一个或多个厚度相同的超材料片层构成。每个超材料片层包括等厚片状的基材1，还包括附着在基材1前表面上或者嵌入在基材1内部中间的多个人造微结构2，人造微结构2包括第一人造微结构21和第二人造微结构22。

利用一垂直于基材1前表面的平面将基材1分成两部分，在第一部分上具有第一人造微结构21，在第二部分上具有第二人造微结构22，且第一人造微结构21和第二人造微结构22以该平面为分界面3对称分布。第一人造微结构21有多个，且具有完全相同的几何形状，并相互平行地均匀分布在基材1的第一部分表面上。第二人造微结构22也具有多个，数量与第一人造微结构21相同，并相互平行地均匀分布在基材1的第二部分表面上，且分别与各个第一人造微结构21一一对应地相对于分界面3对称。