基于透射型相位梯度超表面的人工表面等离激元耦合器制造技术

本发明专利技术公开了基于透射型相位梯度超表面的人工表面等离激元耦合器，涉及人工表面等离激元技术领域，包括相位梯度超表面和方贴片阵列，所述相位梯度超表面位于所述方贴片阵列正上方，二者之间具有间隙。通过调节方贴片长度可调节其本征人工表面等离激元的色散关系，使得在一定带宽内，方贴片阵列上人工表面等离激元本征波矢近似等于受激态表面波的波矢。这样，可将相位梯度超表面产生的表面波谐振耦合到方贴片阵列上，最终耦合为宽带的本征态人工表面等离激元，并在方贴片阵列上低损耗长程传播，提高了传播波转化为人工表面等离激元的效率。该发明专利技术为设计和制作高性能的人工等离激元设备提供了技术途径。

Artificial surface plasmon coupler based on transmission type phase gradient surface

The invention discloses a transmission type phase gradient over the surface of the artificial surface plasmon coupler based on artificial surface plasmon technology, including the phase gradient over the surface and square patch array, the phase gradient in the surface just above the square patch array, with the gap between the two. The regulation of the intrinsic artificial surface plasmon dispersion relation by adjusting the length of the square patch, which in a certain bandwidth, square patch array on the artificial surface plasmon wave vector is approximately equal to the intrinsic wave excited state wave. So, the surface wave resonance coupled to the square patch array phase gradient ultra surface generation, the final coupling for broadband eigenstates of the artificial surface plasmon propagation, and low loss of long range in square patch array, improved wave propagation into artificial surface plasmon efficiency. The invention provides a technical approach for the design and manufacture of high performance artificial plasmon devices.

【技术实现步骤摘要】
基于透射型相位梯度超表面的人工表面等离激元耦合器
本专利技术涉及等离激元
，特别是涉及基于透射型相位梯度超表面的人工表面等离激元耦合器。
技术介绍
表面等离激元(SurfacePlasmonPolariton，SPP)是电磁倏逝场与电子振荡强烈耦合产生的、高度局域化在两种介质界面上的混合电磁模。由于其强表面局域化特性，表面等离激元具有许多奇异的电磁特性，例如亚波长传输特性、场增强特性、慢波特性、相位突变特性等。正是由于这些新颖的特性，表面等离激元在新型微波/光学器件、超分辨率成像、高灵敏度传感等方面具有重要的潜在应用价值，是近年来国内外学术界的热点问题之一。由于通过自然界材料只能在光频段高效激发表面等离激元模式，最初关于表面等离激元的研究主要集中在光频段。随着研究的不断深入，表面等离激元研究逐渐拓展至微波频段，即人工表面等离激元SSpoofSPP)。目前一般通过人工周期结构来实现人工表面等离激元的激发，主要有三种技术途径：光栅结构、金属化结构表面、超表面。前两种技术途径都遇到效率低的问题。超表面是超材料的二维平面情形，是由亚波长结构单元阵列构成的人工结构化表面。由于其表面上的相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于透射型相位梯度超表面的人工表面等离激元耦合器，其特征在于，包括相位梯度超表面和方贴片阵列，所述相位梯度超表面位于所述方贴片阵列正上方，二者之间具有间隙；相位梯度超表面由超表面结构单元组成，每个结构单元由三层金属结构和两层介质组成，其中上下层金属为相互正交的金属栅结构，中间层为斜置的双箭头结构；方贴片阵列由金属方贴片、介质基板和金属背板三部分组成。

【技术特征摘要】
1.一种基于透射型相位梯度超表面的人工表面等离激元耦合器，其特征在于，包括相位梯度超表面和方贴片阵列，所述相位梯度超表面位于所述方贴片阵列正上方，二者之间具有间隙；相位梯度超表面由超表面结构单元组成，每个结构单元由三层金属结构和两层介质组成，其中上下层金属为相互正交的金属栅结构，中间层为斜置的双箭头结构；方贴片阵列由金属方贴片、介质基板和金属背板三部分组成。2.如权利要求1所述的耦合器，其特征在于，所述相位梯度超表面和方贴片阵列之间的距离是hc＝9mm。3.如权利要求1所述的耦合器，其特征在于，所述单元结构的单元周期p＝6mm，两层介质采用厚度h＝3mm的F4B介质基板，其相对介电常数εr＝2.65，损耗角正切值tanδ＝0.001，金属栅结构周期s＝2mm及宽度b＝0.2mm，双箭头结构的长度l＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：马华，陈红雅，屈绍波，王甲富，李勇峰，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61