级联超表面助力抗反射和波前处理

对两种介质界面处的电磁波的控制对于许多射频技术来说都是非常重要的。特别是，在空气和材料界面处抑制反射和操纵波前的能力可以增强通过障碍物的无线信号传输，从而能够对地下物体进行雷达成像，并使无线电力传输到植入的医疗设备中。层状结构在光学中被广泛应用于控制界面上的波的反射和传播，但它们相对于波长的厚度阻碍了它们在射频领域的应用。

       近日，新加坡国立大学电子与计算机工程系Fengyuan Yang等人设计并通过实验展示了具有深度亚波长厚度的级联超表面，它既能提供抗反射性能又能控制波前。研究人员描述了从指定的散射响应的超表面层的系统合成，并论证了能够提供通过玻璃的近乎完美的微波传输以及无线信号从空气到水的抗反射聚焦设计的可靠性。这种抗反射超表面可用于其它普通建筑材料，可使无线信号(如Wi-Fi)穿透室内障碍物而不反射，从而增强连通性。为了消除相邻层之间的相互作用，可以通过使用较小尺寸的单元格进一步减少表面的厚度。此外，薄超表面可以带来更加灵活的设计，可以与目标物体连接，以减少反射和聚焦能量，以及用于无线传感或电力传输的生物医学应用。该研究结果为在长波长范围内控制不同材料界面处的电磁波提供了一种通用的方法。相关研究工作发表在《Physical Review Applied》上。（丁雷）

文章链接：Fengyuan Yang et al, Antireflection and Wavefront Manipulation with Cascaded metasurfaces. Physical Review Applied(2020).
       http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevApplied.14.064044.