[发明专利]一种基于消色差的多层框架结构的超表面隐身器

权利要求书

1.一种基于消色差的多层框架结构的超表面隐身器，其特征在于：包括框架区和隐身区；

所述菱形框架区为菱形框架，

所述隐身区包括隐身层，所述隐身层从下向上分别为第Ⅰ层超表面、第Ⅱ层超表面和第Ⅲ层超表面，

所述隐身层与菱形框架的底面垂直，所述第Ⅰ层超表面切于所述菱形框架的下棱；所述第Ⅲ层超表面切于所述菱形框架的上棱；所述第Ⅱ层超表面位于棱形框架的两侧与菱形框架中间的棱相接；

所述第I层超表面将垂直入射的平面入射波进行分束，入射波改变方向后入射到所述第Ⅱ层超表面上，所述第Ⅱ层超表面再将入射波偏转入射到所述第Ⅲ层超表面上，使垂直入射的平面入射波围绕所述菱形框架区传输；

其中，在所述菱形框架区两侧的隐身层相位梯度相反；

所述第I层超表面的结构与所述第Ⅲ层超表面的结构相同；

定义所述菱形框架的中心为原点，Y轴与菱形框架的中心轴重合，X轴与隐身层平行，Z轴与隐身层垂直；

每一层的所述隐身层上设置微米级的晶格单元结构，

所述晶格单元结构在每一层的所述隐身层上排列以使每一层所述的隐身层在垂直于入射波方向上的相位梯度dφ/dx满足线性色散dφ/dω满足

其中，x为每个晶格单元结构与原点的水平距离，φ为晶格单元结构的透射相位，ω为入射波角速度，f为入射光频率，C为真空中的光速，θ_t为光束折射角。

2.根据权利要求1所述的基于消色差的多层框架结构的超表面隐身器，其特征在于，所述晶格单元结构由硅介质构成。

3.根据权利要求2所述的基于消色差的多层框架结构的超表面隐身器，其特征在于，

所述晶格单元结构包括第一晶格单元结构；

所述第一单元结构包括第一基底和第一柱体，

所述第一基底的长度为100微米，宽度为100微米，厚度z为80微米；

所述第一柱体为两个，两个所述第一柱体平行都设置在第一基底上；

每一所述第一柱体的长度为2微米～30微米，宽度为100微米，高度为200微米，两个相同硅柱的间距为5微米～30微米。

4.根据权利要求2所述的基于消色差的多层框架结构的超表面隐身器，其特征在于，

所述晶格单元结构还包括第二晶格单元结构，所述第二单元结结构包括第二基底，所述第二基底的长度为100微米，宽度为100微米，高度为50微米～120微米。

5.根据权利要求2所述的基于消色差的多层框架结构的超表面隐身器，其特征在于，

所述晶格单元结构还包括第三晶格单元结构；

所述第三晶格单元结构包括第三基底和第三柱体；

所述第三基底的长度为100微米，宽度为100微米，厚度为80微米；

所述第三柱体的长度为80微米～100微米，宽度为1微米～30微米，高度为200微米。

6.根据权利要求1所述的基于消色差的多层框架结构的超表面隐身器，其特征在于，

所述第Ⅰ层超表面在所述菱形框架区两侧的相位梯度分别为-27°和27°；

所述第Ⅲ层超表面在所述菱形框架区两侧的相位梯度分别为-27°和27°；

所述第Ⅱ层超表面在所述菱形框架区两侧的相位梯度分别为54°和-54°。

7.根据权利要求1所述的基于消色差的多层框架结构的超表面隐身器，其特征在于，

所述第I层超表面将入射波进行分束，使光束偏转30°入射到所述第Ⅱ层超表面上；

所述第Ⅱ层超表面将接收到的入射波再偏转60°入射到所述第Ⅲ层超表面上。