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文献综述
电磁波辐射到金属表面时,由于金属独特的介电响应,电磁场能够与金属表面自由电子的集体振荡产生耦合,形成表面等离激元(SPP)。
超材料是一类由亚波长结构单元作为基本单元构成的具有自然材料不具备的物理特性的人工复合结构或材料。
在长波长条件下,具有等效介电常数和等效磁导率,电磁参数依赖于其基本构成单元的谐振特性。
通过对人工结构单元结构参数的调节,可实现对超材料电磁参数、反射相位、透射相位、手征参数等的自由设计。
因此,超材料具有很大的设计灵活度,在新型物理器件、天线系统、隐身材料等领域具有巨大的潜在应用价值。
超材料通常由亚波长微结构周期性排列形成,其微结构中的表面等离子激元的物理特性,与一些光学现象密切相关,如光的选择性散射、光的选择性吸收等。
当一束平行光照射到具有亚波长结构的超材料时,在特定的波长处表现出透射增强效应,此效应突破了经典光学和电动力学的孔径理论的限制,具有极高的透射率,在平板显示器如屏下摄像头、可调光滤波器、以及近场光学等领域具有巨大应用潜力。
基于超材料的亚波长金属光栅具有传统光栅所不具有的特殊性质,其透射率与消光比高、光谱宽度宽、偏振性能好,是一种性能优良的光学元件,在亚波长光学元件应用领域中占据重要地位。
且其体积小、结构紧凑、易于集成,在光学系统中可减少光路元件、增加系统灵活性,具有改进和取代传统光学器件的潜力。
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