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ARMS 在超表面及納米天線研究中的應(yīng)用

對(duì)基于納米天線的異常反射超表面進(jìn)行寬譜段微區(qū)角分辨光譜表征

   超表面          超構(gòu)材料          納米天線          異常反射         角分辨光譜     

【概述】相比于傳統(tǒng)的光學(xué)元件，超表面能夠在亞波長(zhǎng)尺度的表面創(chuàng)建相位面。通過(guò)超表面的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)偏振轉(zhuǎn)換、異常反射以及完美吸收等諸多功能，為超薄納米光致偏振元件的發(fā)展鋪平了道路，如異常光偏轉(zhuǎn)器、透鏡、波片、全息圖、渦旋光束發(fā)生器、光波導(dǎo)器件等。

為了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述超表面結(jié)構(gòu)的性能，作者采用 傅里葉變換角分辨光譜法（FT-ARS）進(jìn)行了小衍射角的表征，獲取了±60°，400~1450nm 的衍射光譜，實(shí)現(xiàn)了波長(zhǎng)及角度相關(guān)的遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度分布表征（圖3）。圖3b 模擬結(jié)果與 圖3a 測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)吻合，證實(shí)了所設(shè)計(jì)的超表面能夠獲得可見(jiàn)到近紅外的超寬帶高角度衍射特性。在 440~780nm 可見(jiàn)波段和 964~1300nm 近紅外波段，其異常反射效率均超過(guò) 50%，其反射效率峰值分別為 72%@550nm 和 72%@1150nm。
      
      【總結(jié)】綜上所述，作者利用一對(duì)相互關(guān)聯(lián)的可見(jiàn)和近紅外納米天線進(jìn)行垂直整合，獲取可實(shí)現(xiàn)超寬帶高角度異常反射的超表面結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行了表征。本文所設(shè)計(jì)的超表面的工作帶寬幾乎是傳統(tǒng)使用單一天線的兩倍，其反射光以單衍射級(jí)進(jìn)行高角分辨、超過(guò) 1000nm 的超寬光譜帶寬范圍的異常反射。基于其超寬帶寬的顯著特性，預(yù)計(jì)在-70° 的大反射角下，異常反射的效率仍保持 65% 以上。

      【參考文獻(xiàn)】
      ? Gao, Song, et al. "Vertically Integrated Visible and Near-Infrared Metasurfaces Enabling an Ultra-Broadband and Highly Angle-Resolved Anomalous Reflection." Nanoscale (2018).

• ARM角分辨光譜儀

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