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编码超材料的发展研究现状
码超
材料
及数字超材料等概念的提出,为人工电磁材料的设计提供了更加丰富的设计途径[22]。超材料通微观层面具有等效介质参数的人工结构,这些超材料被称为‘模拟超材料’。这里,通过两步提出‘数字超材料’。首先,仅有两种晶胞构成的‘编码超材料’,带有0和π相位响应,我们分别将其命名为‘0’和‘1’元素。通过控制序列对‘0’和‘1’ 元素进行编码(即,1位编码)87824
,可以操控电磁(EM)波并实现不同的功能。编码超材料的概念可以从1位编码拓展到2位编码或更高。在2位编码中,需要四种晶胞来分别模拟‘00’, ‘01’, ‘10’和 ‘11’ 元素,其相位响应分别为0, π/2, π和3π/2。在控制电磁波方面,2位编码的自由度远远高于1位编码。其次,提出一种具有‘0’或‘1’响应的独特超材料颗粒,通过偏压二极管进行控制。
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基于该颗粒,我们介绍一种‘数字超材料’,其晶胞具有‘0’或‘1’状态[23]。通过使用场可编程门阵列,我们实现对数字材料的数字控制。通过不同编码序列的编程,单个数字超材料具有以不同方式控制电磁波的能力,以此实现“可编程材料”。
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