[发明专利]一种极化无关的电磁感应透明超材料结构

说明书

一种极化无关的电磁感应透明超材料结构，属于超材料技术领域，解决了现有非对称结构的电磁感应透明超材料的电磁感应透明特性受限于入射波极化方向稳定度的问题。本发明所述的电磁感应透明超材料结构包括介质基板和风车形金属单元，介质基板为正方形，风车形金属单元包括第一金属线～第四金属线，四者的形状和尺寸均相同。第一金属线为由长线和两条短线构成的直角Z形结构，第一金属线～第四金属线共平面且长边共形心地刻蚀在介质基板上。对于介质基板上的第一金属线～第四金属线，前者逆时针旋转45°后与后者重合。本发明所述的电磁感应透明超材料结构基于金属线之间散射电磁场的破坏性耦合来模拟实现电磁感应透明效应。

技术领域

本发明涉及一种电磁感应透明超材料结构，属于超材料技术领域。

背景技术

电磁感应透明效应是原子系统中的一种量子相干效应，其会导致不透明介质在一个非常窄的频谱区域内展现为透明态，并使入射波发生强烈的色散效应。因此，电磁感应透明效应在减慢光速和提高传感器敏感度等研究领域具有极其重要的应用。

近年来，用于模拟电磁感应透明效应的超材料也受到了越来越多的关注。目前，研究人员已经在微波、太赫兹波和光波段的超材料中成功模拟了电磁感应透明效应。这些方案中的超材料通常为基于亮、暗模谐振或缺陷模谐振的特定谐振器结构，这类超材料因利用谐振模之间的破坏性干涉来诱导电磁感应透明效应而导致自身结构的非对称性。然而，这类非对称结构超材料的电磁感应透明特性高度依赖于入射波极化方向的稳定，当入射波的极化方向发生变化时，这类超材料的电磁感应透明特性会减弱甚至是消失，这严重限制了这类超材料的应用。

发明内容

本发明为解决现有非对称结构的电磁感应透明超材料的电磁感应透明特性受限于入射波极化方向稳定度的问题，提出了一种极化无关的电磁感应透明超材料结构。

本发明所述的极化无关的电磁感应透明超材料结构包括介质基板和风车形金属单元；

介质基板为正方形；

风车形金属单元包括第一金属线～第四金属线，四者的形状和尺寸均相同；

第一金属线为由长线和两条短线构成的直角Z形结构；

第一金属线～第四金属线共平面且长边共形心地刻蚀在介质基板上；

对于介质基板上的第一金属线～第四金属线，前者逆时针旋转45°后与后者重合。

作为优选的是，介质基板的边长为19mm，厚度为1mm，相对介电常数为4.3，损耗角正切为0.01。

作为优选的是，第一金属线的长线的两端分别与两条短线的外接端重合；

第一金属线的线宽为1mm，长线长度为16.5mm，短线长度为3mm。

作为优选的是，介质基板与风车形金属单元共形心。

本发明所述的极化无关的电磁感应透明超材料结构，其介质基板上刻蚀有风车形金属单元。风车形金属单元包括直角Z形的第一金属线～第四金属线，第一金属线～第四金属线的旋转角度均不同，相邻的两条金属线之间的夹角为45°。所述电磁感应透明超材料结构基于金属线之间散射电磁场的破坏性耦合来模拟电磁感应透明效应。

与现有非对称结构的电磁感应透明超材料相比，本发明所述的电磁感应透明超材料结构具有高度的对称性。因此，本发明所述的电磁感应透明超材料结构的电磁感应透明特性与入射波的极化方向无关。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明所述的极化无关的电磁感应透明超材料结构进行更详细的描述，其中：

图1为实施例所述的极化无关的电磁感应透明超材料结构的结构示意图；

图2为实施例提及的电磁感应透明超材料的实物图；