Efficient Beam Manipulation with Phase Symmetry Operations on Modulated Metasurfaces
提出在调制超表面上执行相位对称操作,基于场叠加第一性原理以近乎无优化的方式生成波束宽度可控的一维、二维平顶与等通量波束,并经实验验证。
2023-11-07 physics.app-ph physics.optics
Spread-Spectrum Selective Camouflaging based on Time-Modulated Metasurface
本文提出了基于时间调制元表面的扩频选择性扩频的概念。频谱扩展是通过在PEC镜和PMC镜的反射状态之间切换元表面来实现的,根据周期性伪随机噪声序列,使用经由二极管开关连接到地的微带贴片阵列。由于频谱扩展引起信号的功率谱密度的急剧降低,散射波的水平下降到询问雷达的噪声基底以下,并且因此由超表面覆盖的对象被完美地显示给敌方雷达。此外,该目标可以被具有与元表面调制相对应的扩频解调密钥的友方雷达检测到,并且这种检测对干扰信号是鲁棒的。对所提出的系统进行了理论分析,并通过仿真和实验结果进行了验证。
2019-09-10 physics.app-ph
Space-Time Modulated Loaded-Wire Metagratings for Magnetless Nonreciprocity and Near-Complete Frequency Conversion
近年来,利用时空调制实现无磁非互易性在电磁学和声学领域都取得了重大进展。到目前为止,这种方法导致了过多的非互易设备,如隔离器和环行器,在不同的频谱部分,导波。另一方面,对于在自由空间中传播的波的非互易装置,已经进行了非常少的工作,其也可以具有许多实际应用。例如,理论上表明,如果表面阻抗算子在空间和时间上连续调制,则可以获得超颖表面的非互易散射。然而,实现这种超颖表面的主要挑战是由于在空间和时间上调制构成超颖表面的许多亚波长单位单元所需的高复杂性。在本文中,我们表明,时空调制的metagrates可以导致强烈的非互易性的反应,尽管事实上,他们是基于电大的单位细胞。我们特别专注于加载时间调制电容的金属丝元器件。我们使用离散偶极近似和特设的时间调制粒子的极化率理论的推广,并证明了一个有效的非互易异常反射(衍射)与有效的频率转换。因此,我们的工作开辟了一个场地,走向一个实际的设计和实施的高度非互惠无磁超颖表面在电磁学和声学。
2019-06-17 physics.app-ph physics.optics
Electrically Tunable Harmonics in Time-modulated Metasurfaces for Wavefront Engineering
超颖表面在时间上的调制,通过破坏互易性和产生高阶频率谐波,产生了几种奇异的时空散射现象。我们介绍了一种新的设计范例的时间调制超颖表面,提供电气可调工程所产生的频率谐波和他们出现的波前,通过控制调制的相位延迟。它表明,无论入射角和偏振的光获得无色散相移,在经历频率转换的时间调制超颖表面是线性成比例的调制相位延迟和所产生的频率谐波的阶数。到频率谐波的转换效率与调制相位延迟无关,并且仅取决于超表面元件的调制深度和谐振特性,最高效率出现在谐振附近,并且远离谐振状态而降低。该设计方法允许在宽范围的频率和入射角下,在所生成的频率谐波的波前中创建具有2π跨度的可调谐空间变化相位不连续性。具体而言,我们将这种方法应用于由石墨烯包裹的硅微线组成的太赫兹制度中的时间调制超颖表面。为此,我们使用一个准确和高效的半解析框架的基础上多极散射。我们证明了可调光束转向和所产生的频率谐波的聚焦的设计的实用程序。此外,我们严格验证了宽带和广角性能的超表面在操纵所产生的频率谐波。所提出的设计方法使一类新的高效率的可调谐超颖表面具有宽的角度和频率带宽,波前工程能力和多功能。
2018-12-28 physics.app-ph
Perfect Anomalous Reflection with an Aggressively Discretized Huygens' Metasurface
本文研究了一个周期性的元表面的离散化,并演示了这样的表面可以实现完美的异常反射。虽然大多数当代的理论作品处理连续的电流或阻抗分布的元表面,我们研究如何离散化影响的元表面,并表明,在某些情况下,可以离散元表面积极-的程度上只有两个细胞每个空间周期。这种积极的离散化可以导致元表面设计的极大简化,并且可能更令人惊讶的是,连续元表面的可能性能改进。使用这种积极的离散化技术,我们报告的二元惠更斯元表面的设计,反射入射平面波在50 $^\circ$到反射方向为-22.5 $^\circ$。全波电磁仿真显示,异常反射的实现具有99.1%的功率效率,这大大超过了相应的无源连续超颖表面的性能,其功率效率基本上限于69.6%。
2017-06-08 physics.app-ph
Coherent Asymmetric Absorbers
超颖表面的大多数应用需要电和磁表面电流的激励和控制。为此目的,超颖表面必须具有有限的厚度以处理磁表面电流。对于仅提供电响应的可忽略厚度的超表面片材,相干照明可以补偿使用磁表面电流产生切向电场分量的不连续性的需要。大多数已知的相干超颖表面是空间均匀的,并且只能控制平面波吸收和镜面反射。然而,还已知的是,周期性空间调制(非均匀)超颖表面可以用于实现异常反射、折射和其他有用的效果。在本文中,我们提出了相干照明空间调制超颖表面的概念,作为一个相干的非对称吸收器的功能。我们研究其行为下的非理想照明,并建议与传感应用。
2021-12-09 physics.app-ph physics.optics
Breakdown of the Kirchhoff's law of thermal radiation by a spatiotemporally modulated nonreciprocal metasurface
研究首次提出并在室温中红外频率下实验演示了时空调制的非互惠超表面,通过打破时间反演对称性实现吸收与发射通道解耦,成功违反基尔霍夫热辐射定律。
2025-10-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Analog dual classifier via a time-modulated neuromorphic metasurface
本文提出一种时间调制神经形态超表面,利用载波频率复用并行完成两个独立分类任务,突破波动物理计算系统的单任务瓶颈。
2025-10-21 physics.app-ph
Wide-scanning Circularly Polarized Reflector-based Modulated Metasurface Antenna Enabled by a Broadband Polarizer
本文提出了一种具有频率扫描功能的圆极化漏波天线。其主要目标是实现高增益和偏振纯度,而无需复杂的馈电网络。该天线由两个独立模块组成:(1)各向异性调制超颖表面天线(MoMetA),用于产生垂直极化辐射,工作扫描范围为19至47度仰角;(2)具有高角度稳定性的宽带极化转换器,能够将垂直线极化转换为圆极化(CP)。该天线采用孔径场估计方法设计,无需全波仿真就能高精度地预测远场方向图。天线在16 ~ 21 GHz带宽内的增益优于18 dBi。仿真结果表明,在整个工作频带内,最大增益方向的轴比均小于3dB,说明该偏振器工作正常。为了验证仿真结果,制作了一个天线样机,并在电波暗室中测量了其辐射方向图
2020-07-20 physics.app-ph
Coherently time-varying metasurfaces
已知的相干超表面控制给定频率的波与相同频率的其他相干波的干涉,或者从不同方向照射或者作为互调产物产生。在本文中,我们介绍了一类超颖表面的时间调制相干的照明辐射。重要的是,这种调制开启了控制多个频率的反射、吸收和透射的可能性,包括两个或更多个非相干波的照明。特别是,我们研究动态电阻层,并展示如何使用它们来设计薄的多频完美的吸收器,克服静态线性吸收器的带宽限制。此外,我们证明了远程调谐的吸收水平的可能性。我们希望这项工作开辟了新的途径,在波工程使用相干调制的元表面参数。
2023-03-21 physics.app-ph physics.optics
Index-Modulated Metasurface Transceiver Design using Reconfigurable Intelligent Surfaces for 6G Wireless Networks
针对6G无线网络对高谱效和能效的需求,提出符合电磁特性的可重构智能表面(RIS)孔径设计以实现索引调制,实验验证其误码率优于传统方案,且收发器具备可编程调相与生成谐波的能力。
2023-10-04 eess.SP physics.app-ph
Thermally switchable polarization manipulation and diodelike transmission in scalable, resonator-free, mid-infrared metasurfaces with vanadium-dioxide grids
我们概念化的三个阵列可扩展的超颖表面,包括只有三个薄的带状网格和数值证明了他们的特点,在中红外光谱制度的可切换的偏振操纵和相关的非对称二极管状传输(AT)。一些或所有的网格被认为是由VO $_2$,相变材料。对于每个提出的超颖表面,两个有效的结构,因此,存在两个不同的功能,对应于VO $_2$的金属和绝缘相。实现的功能切换的情况下,取决于VO $_2$阶段显着依赖于VO $_2$被纳入到元表面的方式。偏振操纵的可切换波段高达40 THz宽。当法布里-珀罗(反)共振起作用时,AT波段可以被调制。
2022-03-23 physics.app-ph physics.optics
Theory and Design of Multifunctional Space-Time Metasurfaces
将多个功能集成到单个元表面中对于未来的智能通信系统来说正变得非常有趣。虽然这些设备已经被广泛探索的互惠功能,在这项工作中,我们将各种各样的非互惠应用程序集成到一个单一的平台。所提出的结构是基于时空调制的阻抗片由接地的介质基板支持。我们表明,通过工程的激发倏逝模,非互易相互作用与冲击波可以配置在将。我们展示了过多的非互易组件,如波隔离器,移相器,和循环器,在同一元表面。该平台允许仅通过修改泵浦信号(谐波或非谐波)在不同功能之间切换,而不改变超颖表面结构的主体。该解决方案为未来的实时可重构和环境自适应非互易波控制器打开了大门。
2020-11-20 physics.app-ph physics.optics
How Do Space-Time Digital Metasurfaces Serve to Perform Analog Signal Processing?
在寻求实现模拟信号处理,使用亚波长元表面,在本文中,我们展示了第一个实验演示的可编程时间调制元表面处理器的基础上的空间傅立叶变换的关键属性。利用空时编码策略使得不仅能够在中心频率和谐波频率处对贡献反射数字元原子的幅度而且还能够对相位轮廓进行本地、独立和实时的工程化。几个说明性的例子表明,所提出的多功能微积分元表面是能够实现一大类有用的数学运算,包括第一和第二阶空间微分,第一阶空间积分,积分微分方程求解伴随着频率转换。与最近的建议,所设计的时间调制信号处理器有效地工作在输入信号包含宽的空间频率带宽与可接受的增益水平。还报告了原理验证模拟以及边缘检测等图像处理功能的成功实现。这种基于时变波的计算系统可以为可编程元表面的未来发展设定方向,在超快方程求解,实时和连续信号处理以及成像方面具有非常有前途的应用。
2020-02-18 physics.app-ph
Stacked Time-Varying Metasurfaces
本文提出用级联空间均匀、独立时变调制的超表面替代传统面内空间调制架构,建立通用设计与优化理论框架,并展示其在无磁隔离、时间环行器及紧凑波导集成中的应用。
2025-08-28 physics.app-ph physics.optics
Sound diffusion with spatiotemporally modulated acoustic metasurfaces
传统的声扩散器是附着在反射表面上的准随机相位光栅,其目的是增强从反射表面散射的声场的时空不相干性。这种配置允许通过周期性地平铺漫射体单元以覆盖大面积来覆盖大的反射表面,同时减少入射平面波的不期望的镜面反射。然而,单位单元的周期性布置导致在某些方向上的散射场中的相干相长干涉和相消干涉,这对于实现声扩散率是不期望的。从以这种方式构造的常规扩散器散射的声能的空间均匀性是传统方法的基本限制,当人们希望覆盖大的反射表面时,该限制不容易克服。在这项工作中,我们研究了声扩散器的表面声导纳的时空调制作为一种新的方法来改善声音扩散。我们开发了一个半解析模型,采用傅立叶级数展开,以确定从表面导纳组成的二次残差扩散器(QRD)设计,其个人以及导纳调制的行波调制频率,$ω_{\mrm{m}}$,振幅,$Y_\mrm{m}$,和波数,匹配的晶胞长度,$Λ$的散射声场。我们观察到显着改善扩散性能,由于时空调制散射声音到额外的频率-波数对与调制频率的谐波和它们的衍射阶。半解析模型的结果进行了验证,使用时域有限元模型。
2022-04-29 physics.app-ph
Pure and Linear Frequency Converter Temporal Metasurface
超颖表面是由具有可设计散射响应的亚波长散射体阵列构成的超颖结构。它们为非凡的波浪工程过程开辟了前所未有的激动人心的机会。另一方面,变频器由于其在电信系统、医疗保健设备、射电天文学、军用雷达和生物传感系统中的重要应用而引起广泛关注。在这里,我们表明,一个无杂散和线性的频率转换器元表面可以实现利用工程透射时间超级细胞的独特属性。这种超表面由时间调制的超级单元形成;它们本身由时间和静态贴片谐振器和移相器组成。这表示第一频率转换器超颖表面拥有大频率转换比,具有可控的频带和传输幅度。与传统的非线性混频器相比,所提出的时间频率转换器提供线性响应。此外,通过利用所提出的表面互连器相位器表面(SIPS)架构,可以实现无杂散和线性频率转换,其中所有不期望的混频产物都被强烈抑制。所提出的超表面可以通过现场可编程门阵列被数字控制和编程。这使得无杂散和线性频率转换器超表面成为无线和卫星电信系统以及隐身衣和雷达的突出解决方案。该研究为实现更复杂、更高效的光谱变换超元表面开辟了一条道路。
2021-03-04 physics.app-ph physics.optics
Plane-Wave Excitation of Multi-Beam Modulated Metasurface Antennas
Université de Rennes 1(雷恩第一大学);University of Siena(锡耶纳大学);Isentroniq(伊斯特罗尼克);Michigan State University(密歇根州立大学)
本文提出一种由多方向平面波发射器激励的多波束超表面天线设计方法,通过闭式表达式精确预测波束指向角,并实验验证了K波段高方向性多波束天线,最大方向性30.5 dB,扫描范围覆盖俯仰3°-35°和方位±76°。
2026-06-01 physics.app-ph
Arbitrary manipulations of dual harmonics and their wave behaviors based on space-time-coding digital metasurface
时空调制超颖表面由于在空间和时间域中操纵电磁(EM)波的额外自由度而引起了显著的关注。然而,现有的技术具有有限的波控制能力,导致只有少数可行的方案,如仅调节一个特定的谐波。在这里,我们建议实现独立的操纵任意双谐波和他们的波的行为,使用空时编码(STC)的数字元表面。通过对超颖表面的反射相位采用不同的STC序列,可以同时实现两个期望谐波的独立相位图案配置,这进一步导致在两个谐波频率处的独立光束成形。建立了光谱和空间光束任意双谐波操纵的解析理论,并通过实验得到了验证。提出的STC策略为多功能可编程系统的设计提供了一种新的思路,在认知雷达和多用户无线通信等领域具有潜在的应用前景。
2020-06-26 physics.app-ph physics.optics
Manipulation of Orbital Angular Momentum Spectrum Using Shape-Tailored Metasurfaces
携带轨道角动量的涡旋光束在电磁、光学和量子系统中有着广泛的应用。一个定制的OAM频谱组成的几个特定的模式,如预期持有的承诺,扩大系统的自由度。然而,这样的宽带高纯度定制光谱是难以实现的现有设备,其中宽带振幅操纵尚未被探索。在这项工作中,受调制理论的启发,提出了一种优雅和通用的方法来操纵OAM频谱在宽带宽,通过使用形状定制的元表面。首先,证明了三角形晶格上的旋转亚原子具有比正方形晶格上更小的耦合畸变,这一行为对于Pancharatnam-Berry基超颖表面产生高纯度涡旋谱至关重要.其次,在超颖表面的空间排列和产生的涡旋光束之间建立了普遍的调制关系。最后,通过形状定制的超表面,从理论和实验上证明了宽带调制OAM光谱和梳状OAM光谱。提出的幅度调制方案为在宽带范围内实现OAM频谱的调控提供了一种新的思路和工程实现途径,将促进基于OAM的应用的发展。
2021-01-26 physics.app-ph physics.optics
Optically Addressed Spatial Light Modulator based on Nonlinear Metasurface
空间光调制器(SLM)是用于按需调制光束的振幅、相位或偏振的装置。从日常娱乐到科学研究,这些设备在许多领域都发挥着不可或缺的作用。在过去的几十年中,SLM主要以电寻址(EASLM)方式操作,其中通过传统的电子接口创建和加载写入图像。然而,像素化电极的采用限制了EASLM的分辨率和效率。在这里,我们提出了一种基于非线性超颖表面的光寻址空间光调制器(MS-OASLM),通过该调制器,信号光被另一个写入光束直接调制,不需要电极。MS-OASLM显示出前所未有的紧凑性,总厚度为400 nm,这得益于超颖表面出色的非线性。它们的亚波长特征尺寸能够实现高达每毫米250线对的高分辨率,这比目前任何商用SLM都要好一个数量级以上。这种MS-OASLM可以为开发下一代高分辨率显示器和全光学信息处理技术提供机会。
2020-03-11 physics.app-ph physics.optics
Diffraction Phenomena in Time-varying Metal-based Metasurfaces
本文提出基于Floquet-Bloch模态展开与积分方程的解析框架,研究时变金属基超材料的衍射现象,揭示其可作为脉冲源、波束形成器和模拟采样器。
2023-04-06 physics.app-ph
Adiabatic Floquet-Wave Solutions of Temporally Modulated Anisotropic Leaky-Wave Holograms
本文发展了二维时间调制各向异性全息图的孔径场估计技术和广义绝热Floquet波展开法。得到了存在时空调制时传输本征态的行列式方程,并研究了相应色散曲线的行为。注入时间调制引起色散曲线的不对称位移,本文对此进行了详细研究。时间调制的结果是多普勒频移效应和非互易性响应中观察到的这些结构。结果表明,它的非互易性可以通过改变注入全息图的调制频率来控制。该方法大大扩展了漏波全息图的应用范围。与透射/反射对应物相比,泄漏型调制超颖表面的主要优点是它们的非突出馈送使它们适合于集成结构。作为例子,设计了一个非互易圆偏振全息图。利用张量阻抗表面实现高极化纯度。
2022-06-01 physics.app-ph physics.optics
Phase-only transmissive spatial light modulator based on tunable dielectric metasurface
快速发展的增强现实(AR)和3D全息显示技术需要具有高分辨率和视角的空间光调制器(SLM)来满足日益增长的客户需求。目前可用的SLM以及它们的性能受限于它们几微米量级的大像素尺寸。由于减少与液晶(LC)单元厚度相关联的像素间串扰的持续挑战,进一步的像素尺寸小型化已经停滞,所述液晶单元厚度必须足够大以累积所需的2π相位差。在这里,我们提出了一个概念的可调介电超颖表面调制的液晶环境,它可以提供突然的相位变化和解耦的相位积累从液晶盒的厚度,最终使像素尺寸的小型化。我们提出了一种基于超颖表面的SLM器件,该器件被配置为以>35%的效率和11°的大光束偏转角产生主动光束转向,LC单元厚度仅为1.5 μm,比传统器件小得多。我们实现了1.14 μm的像素尺寸,对应于877 lp/mm的图像分辨率,这是目前可用的商业SLM器件的30倍。基于超表面的SLM的高分辨率和视角为下一代近眼AR和3D全息显示技术开辟了新的道路。
2019-01-23 physics.app-ph physics.optics
Controlling surface acoustic waves (SAWs) via temporally graded metasurfaces
本文利用时间调制机械谐振器阵列模拟空间超梯度,揭示SAW的时间彩虹效应,并基于绝热定理阐明频率变换与瑞利波—剪切波模式转换机制。
2024-01-25 physics.app-ph
GHz-speed wavefront shaping metasurface modulators enabled by resonant electro-optic nanoantennas
本文提出基于硅纳米棒-薄膜铌酸锂谐振电光纳米天线的超表面,实现GHz级振幅调制与透射波前整形,并展示分束器件1.03 GHz调制带宽,为高速自由空间通信与传感提供紧凑平台。
2025-03-11 physics.app-ph physics.optics
Time-Controlled Resonances in 2-D Metasurfaces via Equivalent Circuits
Universidad de Málaga(马拉加大学);Telecommunication Research Institute (TELMA)(电信研究所(TELMA));E.T.S. Ingeniería de Telecomunicación(电信工程学院);Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学);RFCAS Research Group(RFCAS研究组);Department of Electronic and Communication Technology(电子与通信技术系);University of Seville(塞维利亚大学);Faculty of Physics(物理学院)
本文提出一种半解析频域框架,用于分析由PIN二极管控制的时间调制二维(2+1)D元表面。通过单元级建模,利用空间时间周期性,利用Floquet展开表示散射场,并通过等效电路描述元表面,为设计可重构电磁器件提供物理 insight。
2026-05-09 physics.app-ph
Space-time Metallic Metasurfaces for Frequency Conversion and Beamforming
本文提出在“空气”“导体”“光栅”三态间周期切换的金属空时超表面,结合解析模型与FDTD验证其可调波束成形及频率混频能力。
2024-06-12 physics.app-ph
Electromechanically Programmable Space-Time-Coding Digital Acoustic Metasurfaces
近年来,数字编码声元表面以其独特的、灵活的波前控制方式得到了迅速的发展,成为一个非常活跃的研究领域。然而,声学界最近的所有注意力都主要集中在空间编码架构上,从而腾出空间来受益于时空调制元表面的独特功能。通过进入时间的世界,在这里,我们提出了一个空间-时间编码声学数字元表面,具有异国情调的能力,动态地将载波声学信号的能量转移到一系列谐波分量,具有可以精确和独立设计的等效幅度和相位。的贡献元素是由一个直管,和四个分流亥姆霍兹腔(HC)的传输相位动态控制,利用高速机电致动系统。已经提出了几个说明性的例子来证明,通过在空间和时间维度上分布编码序列,可以以可编程的方式针对一个或多个谐波频率精心获取不同的散射功能。数值和理论结果是在一个很好的协议,从而阐明,这种下一代的可编程声学元表面,而不恢复到高成本的非线性组件,开辟了前所未有的潜力,用于自适应波束形成和声学成像系统中的高效谐波控制。
2020-03-27 physics.app-ph
Intelligent Time-Varying Metasurface Transceiver for Index Modulation in 6G Wireless Networks
指数调制(IM)是即将到来的第六代(6 G)无线通信网络的候选技术之一。在本文中,我们提出了一种空时调制可重构智能元表面(RI-MTS),配置为实现各种频域IM技术在多输入多输出(MIMO)阵列配置。与现有的主要分析一般RI-MTS IM的信号理论的工作,我们提出了新的电磁兼容的设计,如子载波索引调制(SIM)和MIMO正交频域调制IM(MIMO-OFDM-IM)的特定IM。我们的全波电磁仿真和分析计算建立了这些收发器的可编程能力,以改变反射相位并为IM生成频率谐波。实验结果表明,基于RI-MTS的SIM和MIMO-OFDM-IM系统的误码率均低于传统的MIMO-OFDM系统。
2020-09-23 eess.SP physics.app-ph
Surface wave non-reciprocity via time-modulated metamaterials
我们研究瑞利波如何与位于半无限弹性介质自由表面上的调制谐振器相互作用。我们首先研究一个单一的谐振器的动态与时间调制刚度。特别是,我们评估的谐振器响应的解析近似的准确性,并确定其行为保持稳定的参数范围。然后,我们开发了一个分析模型来描述表面波和一个阵列的谐振器与时空调制刚度之间的相互作用。通过将我们的分析模型与全尺度数值模拟相结合,我们证明了这种弹性超颖表面的时空刚度调制导致瑞利波频谱中出现非互易特征。具体来说,我们展示了如何传播信号的频率内容可以被过滤和转换时,通过调制介质,并说明如何表面到体波转换在这些现象中发挥作用。在这篇文章中,我们指出的调制参数的界限,我们的理论是可靠的,从而为今后的实验研究的主题提供指导方针。
2020-10-14 physics.app-ph
Nonreciprocal Radiation in Time-Periodic Topological Quadrupole Lattices
University of Southampton(南安普顿大学)
本文提出时间四极矩概念,利用非互易变频拓扑角态在时间调制微波超表面中实验实现无磁收发循环器,验证了高阶拓扑与频率转换的协同效应。
2026-11-03 physics.app-ph
Nonreciprocity in Bianisotropic Systems with Uniform Time Modulation
具有随时间调制的材料特性的物理系统为设计无磁非互易器件提供了多用途的途径。传统上,在这样的系统中的非互易性是利用时间和空间调制来实现的,这不可避免地需要一系列分布在空间中的时间调制元件。在本文中,我们介绍了双各向异性的时间调制系统的概念,能够在基频的非互易波传播的基础上统一的,纯粹的时间材料调制。在没有时间调制的情况下,所考虑的双各向异性系统是互易的。我们通过分析波在无界双各向异性时间调制介质中的传播,从理论上解释了这种非互易效应。这种效应源于空间色散效应的时间调制,迄今为止,在以前的研究中没有考虑到基于局部介电常数描述。我们提出了一个电路设计的双各向异性超颖表面,可以提供相位不敏感的隔离和单向放大。
2020-12-25 physics.app-ph
Bound States to the Continuum: Time-varying Spoof Acoustic Surface Waves
该研究提出了一种通过时间调制实现声表面波与体波耦合的理论框架,展示了束缚态向连续谱的转换机制。
2025-12-19 physics.app-ph
Temporal metamaterials with gain and loss
在有损耗和有增益的系统中操纵波-物质相互作用已经开辟了随意控制波传播的新机制。在过去的几年中,通过利用从量子物理学中得到启发的宇称时间(PT)对称性概念,已经研究了具有空间非均匀损耗和增益的超材料和超表面。在这项工作中,我们从理论上研究了空间无界的超材料具有时间调制的介电常数,其虚部在时间上调制,以诱导损耗和增益,而实部保持不变的光-物质相互作用的控制。我们在数值上和理论上证明了这种具有损耗和增益的时间调制多阶超材料可以等效于具有由时间阶跃函数建模的有效介电常数的时间有效超材料。有趣的是,它示出了如何的单色电磁波的振幅在这样的时间超材料内旅行可以经历时空衰减或放大取决于添加到系统中的损失和增益的值,而其波数被保存。我们设想,我们的研究结果可能会开辟新的途径,在信号放大和损失减轻的时间超材料的潜在应用的探索。
2021-08-02 physics.app-ph physics.optics
A multiple scattering formulation for elastic wave propagation in space-time modulated metamaterials
提出一种基于多重散射理论的通用框架,用于建模带有时空调制谐振器的弹性超材料,可计算波场并预测色散关系,并通过超梁与超表面中的非互易波传播加以验证。
2023-01-02 physics.app-ph physics.class-ph
Ultrawideband solid-state terahertz phase shifter electrically modulated by tunable conductive interface in total internal reflection geometry
针对现有太赫兹移相器带宽窄的问题,提出基于全内反射几何中可调导电界面的超宽带固态太赫兹移相机制,通过5 V栅压调控石墨烯实现0.4-1.2 THz频带内约120°连续相移,带宽达中心频率100%,插入损耗低且调制速度达kHz量级。
2023-05-18 physics.app-ph physics.optics