Extremely asymmetrical acoustic metasurface mirror at the exceptional point
先前的研究已经尝试将反射型和透射型声学超颖表面中的损失的影响最小化。这封信表明，通过将声学超颖表面视为非厄米特系统并利用损失，可以揭示无损超颖表面中不存在的非常规波行为。具体来说，我们从理论和实验上证明了一个非厄米特声学元表面反射镜具有极不对称的反射异常点。作为示例，超表面反射镜被设计为当波从一侧入射时具有高效的回射，并且当波从另一侧入射时具有完全吸收。这项工作结合了传统的梯度指数超颖表面与非厄米特系统的例外点，并为识别波操纵的新机制和功能铺平了道路。
2019-03-21 physics.app-ph
Molding of Reflection and Scattering from Uniform Walls Using Space-Periodic Metasurfaces
针对现有超表面反射优化忽略墙面干涉、照射面积超面板时散射偏差的问题，提出可调控任意Floquet通道反射相位幅度的周期超表面设计方法，结合墙面反射调控总散射，拓展超表面功能，助力毫米波通信等波传播通道优化。
2023-05-29 physics.app-ph physics.optics
Total-internal-reflection elastic metasurfaces: design and application to structural vibration isolation
本文提出了全内反射超颖表面（TIR-MS）的概念，它支持实现结构嵌入的亚波长声屏蔽弹性波在薄波导中传播。所提出的超表面设计利用经由局部谐振元件实现的极端相位梯度，以便实现大大超过临界角的操作条件。这种人工不连续性能够产生入射波的完全反射，而不管特定的入射角如何。从实际的角度来看，TIR-MS表现为在选定的频率下对长波长模式不可穿透的声硬屏障。TIR超颖表面概念首先被设想为嵌入矩形波导中的平坦界面，并且被设计为阻挡纵向S 0型导模。然后，它被扩展到圆形板，以显示如何封闭的区域可以有效地屏蔽入射波。给出了相同的物理基础，一个等效的动力学行为也数值和实验说明弯曲A0型导模。这项研究表明，数值和实验证据表明，当超颖表面被激发在目标频率，显着的振动隔离，可以实现在存在的波具有任何任意角度的入射。这些结果打开有趣的路径，以实现振动隔离和能量过滤在某些原型结构的实际工程应用的兴趣。
2018-10-28 physics.app-ph
All-angle Negative Reflection with An Ultrathin Acoustic Gradient Metasurface: Floquet-Bloch Modes Perspective and Experimental Verification
具有梯度相位响应的超表面为控制波的传播提供了新的选择。考虑了局部相位梯度的贡献，对传统的斯涅耳定律进行了修正。然而，沿超颖表面的动量匹配的要求将其非平凡的光束操纵功能设置在有限的角度入射内。在这项工作中，我们从理论和实验上证明了声学梯度超颖表面支持全角度入射的负反射。模式扩展理论的发展，以帮助理解如何梯度超颖表面剪裁入射光束，和全角度的负反射发生时，第一负阶Floquet-Bloch模式占主导地位的超颖表面板。利用螺旋空间结构构造出所需的声梯度超表面，实验测量结果证实了全角度负反射的存在。我们的工作提供了Floquet-Bloch模式的角度来定性地理解声学梯度超表面的反射行为，而声学梯度超表面所具有的全角度负反射特性可以使声波操纵达到一个新的程度，并可以应用于功能衍射声学元件，如全角度声学背反射器。
2020-02-19 physics.app-ph physics.class-ph
Intelligent Metasurfaces with Continuously Tunable Local Surface Impedance for Multiple Reconfigurable Functions
如果电磁超颖表面能够执行多个可调功能，则它们可以被表征为智能的，其中期望的响应由计算机控制，影响每个超颖表面内含物的个体电磁特性。在本文中，我们提出了一个智能元表面的微波频率范围内的反射模式操作的例子。数值计算表明，在不改变超颖表面主体的情况下，我们可以实现可调谐的完美吸收和可调谐的反常反射。可调谐特性可以使用混合信号集成电路（IC）来实现，其可以独立地改变电阻和电抗，从而对复表面阻抗提供完全的局部控制。通过在薄的接地衬底上连接两个金属贴片来将IC嵌入单元格中，并且智能元表面的反射特性可以容易地由计算机控制。我们的智能超颖表面可以对未来的时空调制超颖表面和众多应用产生重大影响，例如光束转向，能量收集和通信。
2019-04-10 physics.app-ph
Low-profile Aperiodic Metasurfaces for High-efficiency Achromatic Anomalous Reflection over a Wide Bandwidth
针对超表面异常反射器的色差问题，本文提出利用考虑单元频率色散的积分方程框架及散射体近场相互作用设计低剖面非周期性消色差超表面，在10GHz实验验证了三个反射器，性能优于传统设计，为宽带消色差波功能提供新方法。
2024-11-27 physics.app-ph physics.optics
Wideband THz Low-Scattering Surface Based on Combination of Diffusion and Absorption
介绍了一种宽带低散射太赫兹超颖表面。所提出的编码超颖表面由一层中的四个不同的石墨烯正方形贴片组成，其具有不同的偏置电压。通过优化每个贴片的化学势，可以以实时的方式控制所设计的元件的反射相位和振幅。化学势优化方法是一种很有前途的超颖表面制备方法，它可以在不同的频谱上动态地调节反射相位、幅度或偏振。实际上，通过调整超颖表面反射轮廓，所提出的设备可以操纵反射波。此外，该超颖表面可以减少宽带光谱中的反射能量。可编程表面在第一频带中在各个方向上分散反射功率，并将入射电磁波转换成第二频带的热。结果表明，在1.02 ~ 2.82 THz范围内，TE和TM偏振波入射时，反射衰减均在10 dB以上。由于石墨烯单层的保形特性，超颖表面的隐形特征在包裹金属弯曲物体时得到很好的保留。这种优化方法具有良好的资质的相位，幅度和偏振控制在各种波束形成应用在太赫兹频谱的高分辨率成像和隐身技术。
2020-01-25 physics.app-ph
Experimental Demonstration of A Dual-Input/Dual-Output Reflective Impedance Metasurface
本文基于矩量法设计并实验演示了一种双输入/双输出反射阻抗超表面，利用辅助表面波独立控制两束入射波的异常反射，在9.93 GHz下实现高照射效率与多路复用效能。
2023-10-23 physics.app-ph
Functional metasurfaces: Do we need normal polarizations?
我们考虑工程反射和透射系数的倒易超颖表面，并研究正常（相对于超颖表面平面）的电和磁极化的可能性，以形成反射和透射响应的作用。我们证明了在一般情况下，并在一个有代表性的例子中，偏振矢量的正常分量的存在下，不增加额外的自由度的工程超颖表面的反射和透射特性。此外，我们讨论了功能元表面的相同属性的等效体积和全平面实现的优点和缺点。
2018-01-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Lead Halide Perovskite based Dynamic Metasurfaces
卤化铅钙钛矿（MAPbX3）已知具有高折射率和可控带隙，使得它们对于全介电和可调谐超颖表面具有吸引力。到目前为止，钙钛矿超颖表面仅用于结构色。具有2π相位控制的更有趣的元器件仍然不存在。在这里，我们通过实验证明了MAPbX3钙钛矿基超颖表面在反射模式下具有完全的相移控制。利用MAPbBr 3切割线作为过渡原子在基底金属膜上，我们发现MAPbBr 3钙钛矿超颖表面可以同时产生从0到2π的全相位控制和高反射效率。从而成功地制作出高效的偏振转换、反常反射和元全息图。最有趣的是，MAPbX 3钙钛矿的带隙可以通过阴离子交换进行后合成和可逆调节，为动态控制具有异常反射和全息图等新功能的全介电元器件提供了新的途径。
2019-04-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Extension of Babinet's relations to reflective metasurfaces: Application to the simultaneous control of wavefront and polarization
本文将巴比涅关系从透射型超表面扩展到含反射镜的反射型超表面，通过自互补结构实现太赫兹半波片，并演示高效率反常反射与偏振转换的同时控制。
2024-08-19 physics.app-ph physics.optics
Beam Steering by Two Vertically Faced Metasurfaces Using Polarization-Free Unit Cells with Three Operating Modes
本文设计了一种具有吸收、反射和1比特相移三种模式的无极化单元，构建双垂直相对超表面，实现非平面场景下的波束控制。
2024-05-05 physics.app-ph
Discrete Huygens' Metasurface: Realizing Anomalous Reflection and Diffraction Mode Circulation with a Robust, Broadband and Simple Design
由亚波长单元组成的超颖表面通常需要大量的单元，这导致了复杂的设计和优化。元表面中的积极离散化可以显著减少一段时间内的单位单元的数量，从而导致对相位和/或表面阻抗覆盖的较低要求。此外，放大的单位单元在组合在一起时将遇到可忽略的相互耦合，因此使超表面设计的过程变得简单。这些优点结合起来允许设计一类新颖的超表面，其支持电磁（EM）波在宽带宽和操作角上的高效重定向。此外，积极离散化的超表面可以实现诸如衍射模式循环的功能，这些功能在其连续对应物中是不受支持的。本文提出了一种简单的透射超颖表面，它可以通过将入射角为-45，0，45 °的平面波分别折射成折射角为0，45，-45 °的平面波来实现衍射模循环。在28 GHz的设计频率下，每种反常折射的功率效率均大于80%，3 dB功率效率带宽为11%。制作了超颖表面并进行了测量，实验结果与模拟结果吻合较好。
2022-01-12 physics.app-ph physics.optics
Wide-Angle Reflection Suppression of Dielectric Slabs Using Nonlocal Metasurface Coatings
本文研究了两侧涂有非局域响应超表面的任意厚度介质平板的平面波透射，发现非局域性在光学厚平板的宽角反射抑制中起关键作用，并通过互连开口环谐振器实验验证了该涂层能显著增强透射并抑制反射。
2025-07-16 physics.app-ph physics.optics
Ultra-wideband Reflection-type Metasurface for Generating Integer and Fractional Orbital Angular Momentum
由于涡旋光束在微波和光通信信道容量扩展方面的巨大潜力，携带轨道角动量的涡旋光束得到了广泛的研究。利用Pancharatnam-Berry相位概念，提出了一种超宽带单层超颖表面，实现了从入射平面波到反射涡旋光束的转换，覆盖了6.75 ~ 21.85 GHz的带宽。提出了一种结合宽带相移网络的等效电路模型，有效地设计了超表面中的元原子。这是第一次设计具有相位特性的宽带超颖表面。为了验证所提出的模型，提出了一些变形的方环亚原子来构建具有宽带OAM特性的超表面。此外，还分别产生了整数阶（l = -3）、分数阶（l = -1.5）和高阶（l = -10）OAM模式的涡旋光束。基于OAM谱分析，详细讨论了涡旋波的模式纯度。实验结果与仿真结果吻合较好，证明了该方法的有效性和实用性。
2019-11-04 physics.app-ph physics.class-ph
Reflected wavefront manipulation by acoustic metasurface with anisotropic local resonant units
在这项工作中，我们开发的梯度超颖表面是由一个局部各向异性的共振结构，包括一个钢圆筒与椭圆形的橡胶涂层嵌入环氧树脂。局部各向异性谐振单元中的橡胶椭圆的偏转角提供了控制反射相位的方法。反射波的相移可以覆盖2 π范围。通过对超颖表面相位分布的合理设计，可以实现超颖表面的反常反射和贝塞尔光束。局部各向异性谐振单元具有工程和操纵声波阵面的巨大潜力
2019-02-28 physics.app-ph
Resonant Anti-Reflection Metasurface for Infrared Transmission Optics
本研究提出利用Mie共振纳米光子超表面增强硅在长波红外的透射，相比同厚度无图案硅最高提升40%，并通过成像与MTF测量验证其应用价值。
2023-06-08 physics.app-ph physics.optics
Reflected wavefront manipulation by acoustic metasurface with anisotropic local resonant units
具有平面轮廓和波前成形能力的超表面将理想地适合于改善基于声波的应用的性能。广义斯涅耳定律为设计反射声波的相位剖面提供了一种新的途径。在这里，我们提出了一种新型的声学超颖表面的基础上的三组分复合材料，其中包含一个钢球涂有一个薄的椭圆层的硅橡胶和嵌入在环氧树脂。通过设计梯度相位剖面，变钢球半径声超表面可以实现异常反射，成为一个平面声透镜。声学超颖表面包含精心挑选的三组份复合材料，作为皮肤斗篷，成功地实现了声学隐身。
2018-06-26 physics.app-ph
Analytical Design of Printed-Circuit-Board (PCB) Metagratings for Perfect Anomalous Reflection
我们提出了一个分析方案的设计，现实的metagratings广角工程反射。这些最近提出的平面结构可以以非常高的效率将入射平面波反射到规定的（通常是非镜面的）角度，每个周期仅使用单个元原子。这样的器件提供了一种手段来克服与标准超颖表面（由紧密堆积的亚波长超原子组成）相关联的实现困难和梯度超颖表面的相对低的效率。与以前的工作，其中准确的系统设计仅限于metagratings不切实际地悬浮在自由空间中，我们在此推导出一个封闭的形式主义，允许实现印刷电路板（PCB）metagratings完美的反射器，由标准的金属背衬电介质基板上定义的加载导电条。推导产生一个详细的程序，用于确定的基板厚度和导体的几何形状，以实现单一的耦合效率，而不需要甚至一个单一的全波模拟。我们的方法，通过商业求解器验证，最终允许从理论设计到完整物理结构的合成，避免了标准元表面设计中通常涉及的耗时的数值优化。
2018-01-14 physics.app-ph
Broadband antireflection with halide-perovskite metasurfaces
基于光学谐振介质纳米结构的元光学是一个发展迅速的研究领域，具有许多潜在的应用。卤化物钙钛矿超颖表面最近出现作为一种新的平台的元光学，它们提供了独特的机会，控制光在光电子器件。在这里，我们采用广义Kerker条件来重叠MAPbBr 3钙钛矿超颖表面的每个元原子中的电和磁Mie共振，并证明宽带抑制反射下降到4%。我们还发现，超颖表面纳米结构也有利于光致发光的增强。我们的研究结果可能是有用的应用程序的纳米结构的卤化物钙钛矿在photoproteics和半透明的多功能元器件，反射减少是重要的，他们的高效率。
2020-08-04 physics.app-ph physics.optics
High-efficiency and full-space manipulation of electromagnetic wave-fronts with metasurfaces
超表面为控制电磁波提供了很好的机会，但目前可用的元器件通常在纯反射或纯透射模式下工作，留下一半的电磁空间完全未被探索。在这里，我们提出了一种新型的超表面，由专门设计的超原子组成，具有偏振相关的透射和反射特性，以有效地操纵电磁波在整个空间。作为概念的证明，三个微波元器件的设计，制造和实验特征。前两个可以在不同侧弯曲或聚焦EM波（即，第三个功能取决于入射偏振而从超颖表面的反射侧（透射侧/反射侧）改变，而第三个功能随着激发偏振旋转而从用于反射波的弯波器改变为用于透射波的调焦镜，所有这些功能都表现出非常高的效率（在85%-91%的范围内）。我们的研究结果显着扩展了元表面在控制电磁波方面的能力，并可以刺激高性能多功能元器件，以应对更具挑战性和多样化的应用需求。
2017-07-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
On Frequency and Angle Stability of Anomalous Metasurface Reflectors Synthesized with Auxiliary Field and Power Conformal Methods
本文针对波纹阻抗表面比较PFCM与AFS两种异常反射超表面综合方法，发现二者带宽相近，但PFCM在大反射角下的角度覆盖最多宽23°。
2025-05-14 physics.app-ph
Efficient asymmetric transmission of elastic waves in thin plates with lossless metasurfaces
既不需要有源元件，也不需要复杂的设计，我们提出并实验证明了一个通用的框架，只使用一层无损元表面的薄板中的不失真的非对称弹性波传输。非对称透射分别源于超颖表面的相对侧上的+1和-1阶的不均匀衍射。与以前的损耗诱导策略相比，本超颖表面保持了传输侧的几乎全透射，但从相对侧的全反射，表现出更高的透射对比度。此外，我们还说明了这种强非对称行为对频率、入射角和损耗效应具有鲁棒性。目前的工作铺平了新的途径，紧凑的整流，高分辨率超声，振动和噪声控制的弹性动力学和声学。
2020-05-08 physics.app-ph
Electrical Tuning of Fresnel Lens in Reflection
光学超颖表面已被广泛研究，展示了不同的和多个功能，完全控制传输和反射场。然而，大多数光学超颖表面是静态的，只有少数配置提供（相当有限的）电气控制，从而危及其在新兴的平面光学技术中的应用前景。在这里，我们提出了一种方法来实现电调谐光学超颖表面，演示动态菲涅尔透镜聚焦。有源菲涅耳透镜（AFL）利用电光普克尔斯效应在300 nm厚的锂的锂酸盐层夹在连续厚和纳米结构的金膜作为电极。我们制作和表征的AFL，聚焦800-900 nm的辐射在40 $\mathrmμ$ m的聚焦效率为15%，并展示了1.5%的调制深度与$\pm 10$ V的驱动电压在$\sim\! 4$ MHz的带宽。我们相信，介绍的电光超颖表面的概念是有用的设计动态平面光学元件。
2021-04-12 physics.app-ph physics.optics
Metasurface Reflector with Real-Time Independent Magnitude and Phase Control
提出了一种新颖的超颖表面单元结构，以使得能够在期望的操作频率下独立控制反射幅度和相位，同时保持入射场的线性偏振。所提出的结构是基于耦合谐振器配置，其中偶极环谐振器（DRR）加载有可调谐集总电阻元件（例如PIN二极管）和分裂环谐振器（SRR）加载有集总可调谐电容器（例如变容二极管），交错。接下来，围绕耦合谐振频率中的一个操作表面，其中，集总电容和电阻元件的独立调谐使得能够实现反射幅度-相位的宽覆盖，这显著大于使用单个谐振器配置所能实现的反射幅度-相位。一个有见地的等效电路模型，进一步开发了一个均匀的表面作为可变电阻和电容的函数，这是下一步确认使用全波模拟的幅相特性的调查。最后，使用各种全波的例子，同时和独立的振幅-相位控制的有用性进行了演示，包括可变模式增益与光束倾斜和多光束模式实现的情况下，否则将不可能使用振幅或相位控制。
2020-09-28 physics.app-ph
Designing Hyper-Thin Acoustic Metasurfaces with Membrane Resonators
我们设计了极薄的声学超表面，提供了一个通用的平台，用于操纵反射的压力场，这是由质量负载和拉伸膜固定到一个周期性的刚性框架。这些超颖表面展示了深亚波长控制，并且可以具有比基于亥姆霍兹谐振器的厚度小一个数量级的厚度。超表面的每个子单元在几何调谐的频率下谐振，这种可调谐性提供相位控制，并且使用一组精细调谐的膜谐振器，我们创建相位光栅超表面。该表面被设计为呈现全角度负反射，其中波长$λ$与厚度$h$的比率为$λ/h\approx 23.1$，并且使用椭圆反射镜的相位轮廓来创建平面镜。另一个重要的声学应用是声音扩散器，并且我们继续设计深亚波长的基于膜的元扩散器，其可以比工作波长薄两个数量级，即厚度$\approxλ/102$。这为开发适用于声音相关行业中的功能性声学设备的先进声学元表面铺平了道路。
2020-07-19 physics.app-ph
Reflectarrays and metasurface reflectors as diffraction gratings
本文针对反射阵列与反射超表面提供基础教程，基于衍射理论统一解释两者的共同基本特性，旨在帮助深入理解相控阵与衍射光栅，推动可重构反射器发展。
2022-02-22 physics.app-ph physics.optics
Multifunction full space graphene assisted metasurface
针对现有超表面仅能在反射或透射单一模式下操纵电磁波导致空间覆盖减半的局限，首次提出一种在THz频段能独立且同时操纵两个半空间电磁波的新型石墨烯辅助可重编程超表面。
2023-09-08 physics.app-ph physics.optics
Multifocal Terahertz Lens with Adjustable Focal Points
传统透镜的可调谐性缺点与超表面透镜（超透镜）相比总是限制它们的应用。另一方面，可重构的超透镜提供了可重构厚度和可调谐性的优点。因此，在单个超颖表面上实现可重构功能对于潜在的太赫兹（THz）应用吸引了显著的研究兴趣。本文提出了一种利用二氧化钒（VO2）来操纵电磁波并提供全反射相位的可调超颖表面。相变超颖表面由VO2纳米膜、硅间隔物和嵌入结构底部的金层组成。通过采用具有特定相位分布的可重构超颖表面，入射光束可以以任意方式会聚到确定的点，包括焦点的数量、焦点位置和功率强度比。数值模拟表明，所提出的可重构超颖表面可以集中在一个或多个焦点反射模式的预期功率。此外，基于VO2的超颖表面可以使用新提出的方法以实时方式控制浓度宽度。仿真结果与理论分析结果吻合较好，验证了2位超透镜设计的有效性和可行性，在无线高速通信和超分辨率成像中具有巨大的应用潜力。
2020-11-09 physics.app-ph physics.optics
Synergizing Deep Learning and Phase Change Materials for Four-state Broadband Multifunctional Metasurfaces in the Visible Range
本文首次提出将深度学习逆向设计与VO₂和Sb₂S₃两种相变材料级联相结合，实现可见光范围四态宽带多功能超表面，同时具备消色差偏转、分束、聚焦和吸收四种功能。
2024-07-28 physics.app-ph physics.optics
Reconfigurable Liquid Crystal Reflectarray Metasurface for THz Communications
我们提出了一个建议的20 20元素的电子可重构液晶（LC）的二元相位反射阵列元表面，在108 GHz的计算研究。LC是在Mer的GT 3 -23001之后建模的，并且全波模拟已经示出了ON和OFF状态之间的177度的相位差，而ON和OFF的反射幅度均为0.88。我们提出了初步的全波模拟结果的遗传算法（GA）优化的远场。我们还提出了基本的设计程序和跨平台的实现优化例程，涉及Matlab，CST和MATLAB环境。
2019-08-07 physics.app-ph physics.comp-ph
Controlling solar radiation forces with graphene in plasmonic metasurface
本研究设计了一种电可调等离激元超表面，通过调节石墨烯费米能级控制太阳辐射力，为辐射压力收集、太阳帆等应用提供平台。
2023-01-16 physics.app-ph physics.optics
Multimodal Anti-Reflective Coatings for Perfecting Anomalous Reflection from Arbitrary Periodic Structures
超颖表面具有巨大的波操纵能力，包括平面波向非标准方向的反射和折射。这需要在超颖表面的每个周期中精心设计的亚波长超原子，其保证与期望的Floquet-Bloch模式的单一耦合，或者等效地，抑制与其他模式的耦合。在这里，我们提出了一种完全不同的方案来实现这种抑制，减轻了设计和实现这种密集的精心设计的可极化粒子的需要。扩展的抗反射涂层的概念，使多个模式的同时操作，我们从理论和实验上表明，一个简单的覆盖层组成的只有几个均匀的电介质层可以模块化地应用到\textit{aribtrary}周期性结构，以产生完美的异常反射。这种多模态抗反射涂层（MARC）是基于分析模型设计的，它在概念上和实践上都为从电磁学、声学到地震学等广泛的物理分支的波控制提供了一种更简单的范例。
2022-01-13 physics.app-ph physics.optics
Optical phased arrays for LIDAR: beam steering via tunable plasmonic metasurfaces
控制由元件发射的光的相位和振幅（即，像素）对于实现用于LIDAR应用的动态光束转向是至关重要的。在本文中，我们提出了一种由薄氧化物层覆盖的金属纳米天线和导电氧化物组成的等离子体像素，例如，ITO，用于反射阵列超颖表面。通过考虑通过金属连接器的纳米天线的电压偏置，并利用在积累和耗尽区的金属氧化物半导体电容器中的载流子折射效应，我们的模拟预测在$>330^{\circ}$范围内的反射系数相位的控制具有几乎恒定的幅度。我们讨论了光学响应的物理机制，连接器的效果，并提出了策略，以最大限度地提高反射系数的大小，并实现双波段操作。通过3D-FDTD模拟证明了我们的等离子体像素设计在LIDAR中用于光束转向的适用性。
2019-12-04 physics.app-ph physics.comp-ph physics.optics
Perfect Absorption Metasurfaces with Multiple Meta-Resonances
我们表明，由腔体支持的DMR的混合共振是亚共振，因为它们可以通过微调结构参数而不需要极端的材料特性（例如零耗散）来尽可能完美地制造。相反，DMR中的耗散对于实现完美的亚共振是必不可少的。我们通过调整HMR的结构，直到其反射率低至0.426%，实验证明了这种完美性。除了由DMR的强共振产生的初级亚共振之外，弱的搭便车共振也可以产生与初级亚共振一样完美的亚共振。反射凹陷的深度对所涉及的共振的强度不敏感，但主要取决于主要通过微调结构参数（诸如腔体体积、薄片的质量或膜中的预张力）所带来的与空气的阻抗匹配的程度。利用DMR中血小板位置的偏心率，产生多个共振和反共振，导致在200 Hz至1000 Hz范围内的多达五个亚共振，最高反射为7%，最低为1.2%。还报道了引入搭便车亚共振的其他手段。
2019-03-16 physics.app-ph physics.optics
Silicon Metasurface Embedded Fabry-Perot Cavity Enables High Quality Transmission Structural Color
虽然纳米级颜色生成已经研究了多年，但同时配备有大色域、高分辨率和光学多路复用能力的高性能透射结构色仍然是一个悬而未决的问题。在这里，硅超颖表面嵌入法布里-珀罗腔被证明可以解决这个问题。通过改变超颖表面单元的平面几何形状，腔体提供具有194% sRGB色域覆盖率和141111 DPI分辨率的透射颜色，以及超过300%的增强角公差。这样的高密度允许在衍射极限尺度下的二维颜色混合。得益于超颖表面的偏振操纵能力，还实现了两个正交线性偏振的青色和红色之间的任意颜色布置。我们提出的谐振腔可用于滤光片、印刷、光存储和许多其他需要高质量和高密度颜色的应用。
2022-06-15 physics.app-ph physics.optics
Coexistence and manipulation of multiple singularities in a reconfigurable non-Hermitian metasurface
Nanchang University（南昌大学）；Central China Normal University（华中师范大学）；University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）
研究可重构非厄米超表面中多个奇点的共存与操控问题，提出镜像耦合设计增加系统自由度，实现了EP和反射零点的共存与操控，用于可调吸收和增强传感，解决了奇点参数竞争问题，开辟了多功能超器件新途径。
2026-07-09 physics.app-ph physics.optics
Generation of superhelical time-varying OAM beam with space-time-coding digital metasurface
最近提出的利用高次谐波产生的轨道角动量随时间变化的极紫外（EUV）光束为量子激发控制和粒子操纵提供了非常好的工具。然而，这种方法不容易扩展到其他频率范围。在这里，我们设计了一个空时编码的数字元表面工作在微波频率实验产生不同模式的时变OAM。我们还介绍了一个概念的超螺旋度的时变OAM与高阶扭曲的波前结构，这可以进一步实现通过超颖表面的反射相位剖面在时间上的非线性。通过开发一种双探针测量技术，我们动态地映射OAM场模式随时间变化。提出的超螺旋时变OAM光束为粒子操纵和OAM复用通信铺平了道路。
2022-09-23 physics.app-ph physics.optics
Graphene Reflectarray Metasurface for Terahertz Beam Steering and Phase Modulation
我们报道了一种太赫兹反射阵列超颖表面，它使用石墨烯作为有源元件，以实现光束转向，整形和宽带相位调制。这是基于电压控制的可重构相位全息图的创建，其可以向入射光束赋予不同的反射角度和相位，从而取代用于太赫兹成像的笨重且易碎的旋转镜。这也可以在电磁波谱的其他领域找到应用，为多功能光学设备铺平道路，包括光雷达，自适应光学，电光光调制器和屏幕。
2018-06-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Independent Control of Multiple Channels in Metasurface Devices
与连接多个输入-输出端口的电磁网络类似，超表面可以被认为是能够为从不同方向照射表面的不同偏振的波提供不同功能的多端口设备。设计这种多通道超颖表面的主要挑战是确保对每个通道的电磁响应的独立和完全控制，从而确保在超颖表面处满足边界条件。在这项工作中，我们证明，通过适当的工程在每个端口（即，对于所有可能的照明方向）激发的倏逝场，它是可以独立地控制所有不同的照明的反射或透射。我们开发了一个完全解析的方法来分析和合成一般的空间调制阻抗元表面，工程强空间色散。这种方法与数学优化相结合，使我们能够找到一个表面阻抗分布，同时确保在每个端口所需的电磁响应。我们通过相位控制多通道回射器的设计来验证该技术。此外，我们证明了该方法是相当强大的其他功能的超表面，如多功能反射器和多通道完美吸收器的设计。
2020-04-16 physics.app-ph physics.optics
High quality factor silicon-on-lithium niobate metasurfaces for electro-optically reconfigurable wavefront shaping
动态可重构的超表面为许多应用提供了紧凑和轻量级的空间光调制，包括LiDAR，AR/VR和LiFi系统。在这里，我们设计和计算研究高品质因数硅锂超颖表面与电驱动，独立控制其组成纳米棒的全相位可调谐性与高调谐效率。自由空间光通过周期性扰动耦合到每个纳米棒内的导模，产生超过30，000的品质因数，同时保持棒间距< $λ$ /1.5。我们实现了近2 $π$相位变化与施加的偏置不超过$\pm$ 25 V，保持反射效率高于91%。使用全场模拟，我们展示了一个高角度，51°，可切换的分束器，衍射效率为93%，和一个角度可调的光束转向器，跨越18-31°，效率高达86%，所有使用相同的元表面设备。我们的平台为高效波前整形设备提供了基础，该设备具有宽的动态调谐范围，能够产生几乎任何传递函数。
2022-03-24 physics.app-ph physics.optics
Tunable Multifocal THz Metalens Based on Metal-Insulator Transition of VO2 Film
最近，由超表面阵列组成的超透镜由于其与传统透镜相比更紧凑的尺寸而引起了人们的关注。在本文中，我们提出了一种可重构的编码元表面与二氧化钒（VO 2）的太赫兹（THz）频率的波前操纵杂交。在室温下，单胞在线y偏振的光照射下可以反射为“1”位。此外，当温度升高时，VO 2将处于完全金属状态，因此，单位晶胞可以充当“0”反射相。此外，通过改变超透镜表面上的单位单元布置，所提出的装置可以根据特定设计将入射光束聚焦在任何位置。数值模拟表明，所设计的VO 2辅助超颖表面可以产生一个和多个焦斑的反射模式，如预期的。此外，理论结果描绘了一个很好的协议与得到的模拟结果。该超透镜在太赫兹高分辨率成像和光学编码方面具有显著的应用潜力。
2019-10-08 physics.app-ph physics.optics
Electromagnetic Isolation Induced by Time-Varying Metasurfaces: Non-Reciprocal Bragg Grating
在这封信中，我们提出了一种基于时变超颖表面的无磁非互易隔离系统。两个平行的时变超表面，一个用于频率上转换，一个用于相同量的下转换，用于实现来自相反方向的入射波经历相反多普勒频移的空间区域。因此，该区域内的任何设备变得对照射方向敏感，表现出来自相反方向的不同散射响应，从而破坏互易性。非常重要的是，由于超颖表面的相反频移，发射电磁场的频率与入射电磁场的频率相同。在这里，我们通过使用布拉格光栅作为时变超颖表面之间的设备来演示这种一般方法。超颖表面和光栅的组合结构对于相反的照射方向表现出不同的透射和反射特性，从而实现隔离器。更广泛地说，这封信提出了一种策略，通过将任何传统的电磁设备放置在两个随时间变化的超颖表面之间，将其转换为非互易设备。这种方法打开了大门，几个新的非互易组件的基础上薄，重量轻的元表面，这是更简单的实现相比，他们的体积对应。
2021-02-03 physics.app-ph physics.optics
