[发明专利]基于人工电磁材料的极化转换方法及极化转换器

摘要

一种基于人工电磁材料的极化转换方法：通过设计人工电磁材料的结构，控制电磁波在构成极化转换器的人工电磁材料中传播，使其在垂直于波传播方向的平面里，不同方向的电场的透射系数的关系，达到从一种入射波极化状态到另一种出射波极化状态的转换，所满足的透射系数关系是：若定义电磁波传播的方向为三维直角坐标系的x轴，将电场分解为相互垂直的两个电场分量E_y和E_z，使，这两个方向的电场通过构成极化转换器的材料的透射系数T^y和T^z满足：1)对于将任意极化状态的入射波转换为线极化出射波的情况，|T^y|\|T^z|＝p|E_z|\|E_y|；ang(T^y)－ang(T^z)＝±nπ－[ang(E_y)－ang(E_z)]；其中n＝0，1，2，…，p为出射波线极化方向与z轴夹角θ的正切值，0≤p≤1，ang(T^y)和ang(T^z)表示T^y和T^z的相对相位，ang(E_y)和ang(E_z)表示E_y和E_z的相对相位。本发明具有成本低、损耗低、效率高、结构紧凑的优点。

主权项

1. 一种基于人工电磁材料的极化转换方法，其特征在于：通过设计人工电磁材料的结构，控制电磁波在构成极化转换器的人工电磁材料中传播，使其在垂直于波传播方向的平面里，不同方向的电场的透射系数的关系，达到从一种入射波极化状态到另一种出射波极化状态的转换，所满足的透射系数关系是：若定义电磁波传播的方向为三维直角坐标系的x轴，将电场E分解为相互垂直的两个电场分量Ey和Ez，，这两个方向的电场通过构成极化转换器的材料的透射系数Ty和Tz满足：1)对于将任意极化状态的入射波转换为线极化出射波的情况，|Ty|\|Tz|＝p|Ez|\|Ey|ang(Ty)-ang(Tz)＝±nπ-[ang(Ey)-ang(Ez)]其中n＝0，1，2，…，p为出射波线极化方向与z轴夹角θ的正切值，0≤p≤1，ang(Ty)和ang(Tz)表示Ty和Tz的相对相位，ang(Ey)和ang(Ez)表示Ey和Ez的相对相位；2)对于将任意极化状态的入射波转换为椭圆极化出射波的情况，该情况下定义y轴和z轴使椭圆为极化椭圆为正椭圆，|Ty|\|Tz|＝p|Ez|\|Ey|其中n＝1，2，…，p为出射波极化椭圆的y方向的轴长与z方向的轴长之比，ang(Ty)和ang(Tz)表示Ty和Tz的相对相位，ang(Ey)和ang(Ez)表示Ey和Ez的相对相位。