[发明专利]一种基于超材料波导阵列的入射波调控方法和装置

说明书

本申请属于超材料技术领域，尤其涉及一种基于超材料波导阵列的入射波调控方法和装置，入射波调控方法包括：获取针对入射波的调控需求和入射波的入射波长；根据入射波长构建波导单元，其中，波导单元的长度和宽度小于入射波长，波导单元内设置有可旋转的椭圆形结构，波导和椭圆形结构均由满足诺伊曼边界条件的材料组成；根据波导单元、入射波长和法布里‑珀罗共振条件构建阵列，其中，阵列包括多条波导通道，波导通道包括多个波导单元；根据调控需求分别旋转波导阵列中各波导通道中的椭圆形结构；使用旋转后的波导阵列对入射波进行调控。本实施例的波导阵列结构简单、灵活可调，可以简单快捷地对入射波进行调控。

技术领域

本申请属于超材料技术领域，尤其涉及一种基于超材料波导阵列的入射波调控方法和装置。

背景技术

超材料是一种亚波长尺寸的人工材料，拥有一些自然材料不具备的性质参数。近年来，电磁波及声学超材料均得到了较大的发展，尤其是结构化的二维超材料在等效介质层面引入了超大、零、各向异性或者负的折射率性质参数，目前已应用于操纵声波产生新的物理现象以及研发多种新型器件，例如可以通过超材料波导阵列调控入射波。

为了改变波导阵列的功能效应，可以通过改变波导阵列中的超材料波导单元的等效折射率实现。在现有技术中，可以通过改变超材料单元的结构参数来改变波导单元的等效折射率，例如改变超材料单元的长度、面积或体积等，或者可以通过额外增加维度、使用压电材料或增加外接电路制作等效折射率可调的波导单元。然而，上述改变波导阵列的功能效应的方法繁琐、步骤复杂，无法简单快捷地调控入射波。

发明内容

本申请实施例提供了一种基于超材料波导阵列的入射波调控方法，可以简单快捷地进行入射波的调控。

第一方面，本申请实施例提供了一种超材料波导阵列，包括：

获取针对入射波的调控需求和所述入射波的入射波长；

根据所述入射波长构建波导单元，其中，所述波导单元的宽度小于所述入射波长，所述波导单元内设置有可旋转的椭圆形结构，所述波导和所述椭圆形结构均由满足诺伊曼边界条件的材料构成；

根据所述波导单元、所述入射波长和法布里-珀罗共振条件构建波导阵列，其中，所述波导阵列包括多条波导通道，所述波导通道包括多个所述波导单元；

根据所述调控需求分别旋转所述波导阵列中各所述波导通道中的椭圆形结构；

使用旋转后的所述波导阵列对所述入射波进行调控。

第二方面，本申请实施例提供了一种基于超材料波导阵列的入射波调控装置，包括：

入射波长获取模块，用于获取针对入射波的调控需求和所述入射波的入射波长；

波导单元构建模块，用于根根据所述入射波长构建波导单元，其中，所述波导单元的长度和宽度小于所述入射波长，所述波导单元内设置有可旋转的椭圆形结构，所述波导和所述椭圆形结构均由满足诺伊曼边界条件的材料构成；

波导阵列构建模块，用于根据所述波导单元、所述入射波长和法布里-珀罗共振条件构建波导阵列，其中，所述波导阵列包括多条波导通道，所述波导通道包括多个所述波导单元；

椭圆形结构旋转模块，用于根据所述调控需求分别旋转所述波导阵列中各所述波导通道中的椭圆形结构；

入射波调控模块，用于使用旋转后的所述波导阵列对所述入射波进行调控。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：根据法布里-珀罗共振条件所构建的波导阵列的能量传输率高，可有效减少入射波传输时的能量消耗；另外，可通过旋转波导通道中的椭圆形结构来快速改变波导通道的等效折射率，操纵其相幅特性，以获取满足调控需求的波导阵列，从而可以简单快捷地调控入射波。

附图说明