一个超薄的,快速响应的,大型的液晶方便的多功能可重配置的元表面,用于全面的波面调制
Xin Yu Wu1, Hong Yuan Feng1, Fengshuo Wan1
1State Key Laboratory of Millimeter Waves, School of Information Science and Engineering, Southeast University, Nanjing, 210096, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|April 8, 2024
概括
一个新的超表面设计使用液晶 (LC) 进行经济高效的大规模毫米波阵列. 这项技术可实现快速,连续的相位转移,用于通信和传感系统中先进的光束成形.
科学领域:
- 超材料和超表面.
- 液晶技术 液晶技术
- 电磁波操纵 电磁波操纵是一种
背景情况:
- 进步的通信和传感技术需要具有成本效益的毫米波阵列,用于复杂的光束成形,具有众多相位移动电池.
- 使用半导体开关或可调节材料的传统方法面临诸如量子化损失,高成本,复杂性和有限的可扩展性等挑战.
研究的目的:
- 引入一个低成本,超薄,快速响应和可扩展的解决方案,用于毫米波阵列,使用超表面概念和液晶 (LC) 材料.
- 制定一个联合的材料电路战略,将深度亚波长厚的LC集成到慢波结构中,以实现连续的相位移和稳定的反射性.
主要方法:
- 将深度亚波长厚度 (5微米) 的液晶集成到慢波结构中,以创建构成元细胞.
- 开发一种基于材料电路的联合电磁波调制策略.
- 实现一个LC-便利的可重新配置的metasurface子系统,拥有超过2300个元细胞.
主要成果:
- 在元细胞中实现了连续的相位转移和稳定的反射性.
- 演示了全面的波面操纵,包括光束聚焦/转向,可重新配置的束和可调整的全息图.
- 验证了超表面子系统的毫秒级功能切换速度.
结论:
- 拟议的方法为非共振的宽带电磁波调制提供了一个范式转变,具有快速响应和低成本.
- 功能化的LC支持的超表面为先进的通信/传感系统提供了敏捷的解决方案.
- 这项技术为波面工程和衍射波计算/推理提供了新的可能性.
