PDF《Symposium D01》

Symposium D01 Metamaterials and Multifunctional Composites 超材料与多功能材料

2018 年7月12-16 日 分会主席: 周济 清华大学 殷小玮 西北工业大学 彭华新 浙江大学 李 哈尔滨工业大学 范同祥 上海交通大学 官建国 武汉理工大学 范润华 上海海事大学 联系人: 张子栋 山东大学

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1 D01. 超材料与多功能材料 分会主席:周济、殷小玮、彭华新、李、范同祥、官建国、范润华 D01-01 吸波超材料的宽带化、多功能化和智能化 官建国,李维,吴天龙 武汉理工大学 宽带薄层吸波材料对于军事隐身和众多民用领域有重要应用. 但无论是对于传统的吸波涂层材料还是新兴的超材料, 其 宽带性能都亟需进一步提升.此外,复杂的应用环境还对吸波材料提出了多功能化、智能化等要求,将超材料与多样化的构 成材料进行复合获得宽带化、多功能化和智能化的超材料是重要趋势.本报告将介绍我们最近在这些方面取得的进展.在宽 带化方面, 将超材料的设计与传统高性能吸波材料相结合, 能够获得宽带性能远远超过单纯超材料或传统材料的全新复合吸 波超材料.在微波频段,将超材料的概念引入传统吸波材料的设计中,对吸波涂层材料进行图形化,结果显示其吸收带宽获 得了大幅拓宽. 也可以将超材料与传统吸波涂层设计成多层复合结构, 经过合理的设计能使得超材料的低频吸收性能与吸波 涂层的高频宽带吸波性能同时得到保留甚至相互增强, 这为超材料与传统吸波材料的结合提供了良好的借鉴. 类似的复合思 路同样也能扩展到其它频段,如光频:将在光频段具有半介质/半金属属性的 TiN 用于设计宽带的光频吸收超材料,能够将 介质吸收、表面等离子共振吸收和超材料的结构吸收相结合,得到宽带、可控的吸收频带,可应用于高效太阳能转换.在多 功能方面, 利用超材料构成基材的高透光性质, 结合有利于高透光和宽带吸收特性的非平面型超材料的设计获得了具有高可 见光透过率的宽带吸波超材料.可调超材料在某些场合可替代宽带吸波材料的作用,并且具有智能化的前景,但基于电路可 调的常规调节方法其频率可调范围十分有限. 从基础材料与超材料概念结合的角度出发, 利用铁氧体在外磁场作用下的宽带 可调特性, 结合超材料的设计, 我们获得了从工频到 GHz 范围超宽带可调的超材料. 总之, 跨越超材料与传统材料的界限, 能够在宽带化、多功能化和智能化以及更多的方面具有更加光明的前景. D01-02 面向射频涡旋波应用的超表面天线与天线罩研究 毕科 北京邮电大学 随着无线通信技术的快速发展, 无线频谱资源的匮乏和不断增长的需求之间的矛盾越来越突出. 为了提高频谱资源的利 用率,研究者提出了各种解决方案.其中,涡旋电磁波技术由于在增加通信系统容量上具有极大的应用前景而成为当今研究 的热点.本文采用超材料的设计思想将超表面应用于光控射频涡旋波天线及天线罩的设计中,制备出了具有结构简单、多模 共存、模式转换、成本低等特点的光控射频涡旋波天线及天线罩.1. 超表面单元的设计及其相位性能的研究:设计了多种 结构简单、利于相位调控的单元结构;

2. 超表面对波前相位的调控:研究了超结构产生涡旋波的相位机理,实现超表面对 电磁波的波前调控;