A tunable electromagnetic metagrating
A tunable electromagnetic metagrating
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可调谐电磁元光栅
DOI：
10.1098/rspa.2022.0454
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Putley H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Putley H
我们探索电磁（EM）波入射到可重构超材料圆柱体的光栅上，这些圆柱体共同充当超光栅，以确定它们作为可重构亚波长表面的潜力。超圆柱由紧密间隔的微结构薄板阵列创建，在板间间距较小的限制下，由半解析连续介质模型描述。我们以水波中的元圆柱分析为基础，将其转化为 TE 极化（纵向磁场）的电磁场，其中元圆柱表现出各向异性散射；这被用于通过均匀圆柱半径和角度的无限元光栅进行光的多重散射，为此我们检索平面波入射的远场反射和透射光谱。这些光谱揭示了不寻常的效应，包括完美反射和透射场中的负古斯-汉欣位移，以及远场散射系数的完美对称性。元光栅还承载瑞利-布洛赫表面波，其色散取决于均匀的柱面角，当柱面角接近水平时，在旋转下向光线方向移动。对于平面波散射和阵列引导模式的计算，柱面角度是确定波相互作用的主要变量，并且简单地通过组成元柱面的旋转即可调谐元光栅。
We explore electromagnetic (EM) wave incidence upon gratings of reconfigurable metamaterial cylinders, which collectively act as a metagrating, to identify their potential as reconfigurable subwavelength surfaces. The metacylinders are created by a closely spaced, microstructured array of thin plates that, in the limit of small inter-plate spacing, are described by a semi-analytical continuum model. We build upon metacylinder analysis in water waves, translating this to EM for TE polarization (longitudinal magnetic field) for which the metacylinders exhibit anisotropic scattering; this is exploited for the multiple scattering of light by an infinite metagrating of uniform cylinder radius and angle, for which we retrieve the far-field reflection and transmission spectra for plane-wave incidence. These spectra reveal unusual effects including perfect reflection and a negative Goos–Hänchen shift in the transmitted field, as well as perfect symmetry in the far-field scattering coefficients. The metagrating also hosts Rayleigh–Bloch surface waves, whose dispersion is contingent on the uniform cylinder angle, shifting under rotation towards the light-line as the cylinder angle approaches the horizontal. For both plane-wave scattering and the calculation of the array-guided modes, the cylinder angle is the principal variable in determining the wave interaction, and the metagrating is tunable simply through rotation of the constituent metacylinders.
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DOI：
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发表时间：
2014
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K. Staliūnas
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发表时间：
2003
期刊：
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通讯作者：
A. Movchan
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发表时间：
1961
期刊：
影响因子：
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作者：
V. Twersky
通讯作者：
V. Twersky
DOI：
10.1098/rspa.2001.0948
发表时间：
2002
期刊：
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通讯作者：
R. McPhedran
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作者：
W. Wijngaard
通讯作者：
W. Wijngaard