基于異向介質(zhì)和超表面的新型電磁波隱身器件實驗研究.pdf

1、隨著異向介質(zhì)、超表面的發(fā)展，以及變換光學理論的提出，隱身衣在科學上成為了可能。然而，隱身衣研究領域仍存在著諸多瓶頸需要克服，比如參數(shù)苛刻不易實現(xiàn)、器件體積大、難以工作于全極化波等。針對該領域如上關(guān)鍵科學問題，本文提出了均勻包含極值參數(shù)的全向隱身器件設計方法、三維全極化相位幅度保持一致的超表面隱身器件設計方法、以及基于奇異異向介質(zhì)的表面等離子體激元隱身器件設計方法，并進行了實驗驗證。此外，本文把超表面隱身器件的設計方法拓展到了聲波和水波領

2、域，并進一步提出了多物理波超表面隱身器件的設計方法。本文研究工作突破了傳統(tǒng)全向和全極化隱身器件的參數(shù)和材料設計的思維局限，拓展了隱身器件的設計思路，在隱身器件設計和實驗研究方面都取得了國際領先的成果。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴當前柱形隱身器件通常采用了近似非均勻參數(shù)，導致隱身器件的散射仍然嚴重。針對該科學問題，本文基于均勻坐標變換和異向介質(zhì)設計理論，提出了均勻包含極值參數(shù)的全向隱身器件設計方法，并進行了實驗驗證，首次實現(xiàn)了可在均

3、勻各向同性的介質(zhì)背景中完全隱身的隱身器件。⑵針對當前隱身器件體積大且難以工作于全極化波的瓶頸，基于超表面隱身理論，率先提出了三維全極化相位幅度保持一致的超表面隱身器件設計方法，并進行了實驗驗證，實現(xiàn)了可同時恢復電磁波相位、幅度和極化的隱身器件。該方法對大型物體隱身具有重要的應用價值。⑶把超表面隱身器件的設計方法拓展到了聲波和水波領域，并用單個超表面隱身器件對聲波、水波和電磁波同時實現(xiàn)隱身。⑷針對當前球狀隱身器件參數(shù)非均勻難以實現(xiàn)的瓶頸，