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基于石墨烯开口环谐振器并利用潘查拉特纳姆-贝里相位调控的可重构超表面透镜

DOI：10.1080/09205071.2018.1563509 期刊：Journal of Electromagnetic Waves and Applications 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 本文提出了一种基于石墨烯的可重构超表面，用于可控聚焦圆偏振入射平面波。该超表面的单元结构由介质层两侧的开口环谐振器构成。通过遵循潘查拉特南-贝里原理同步旋转各单元元件，实现聚焦所需的相位差。透射波的会聚/发散特性可通过入射平面波的旋向性及元件旋转方向进行调控。通过利用石墨烯独特的化学势可调特性，能够灵活调节所设计透镜的工作频率与焦距。
作者： Zahra Hamzavi-Zarghani，Alireza Yahaghi，Ladislau Matekovits
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

设计一种基于石墨烯的可重构超表面透镜，通过潘查拉特南-贝里相位操控实现对圆偏振入射平面波的可控聚焦，通过调节石墨烯的化学势实现工作频率和焦距的可调性，并根据波的手性和元件旋转方向具备汇聚或发散的双功能特性。

研究成果

基于石墨烯设计的超表面透镜通过P-B相位调控成功实现了可重构的聚焦与发散功能。该透镜通过调节石墨烯的化学势，展现出工作频率（18.2太赫兹至23.4太赫兹）和焦距（约24.5微米至30微米）的可调性。该透镜能根据入射波手性和元件旋转方向提供双功能特性，这是传统透镜无法实现的。未来工作可开展实验验证及优化以实现更广泛应用。

研究不足

该研究仅依赖模拟而未经实验验证。相位误差随元件远离中心而增大，可能影响性能。可调谐范围受限于可行的化学势值（1.1电子伏至2电子伏），且偏置方法、制造挑战等实际实施方面的问题尚未深入探讨。

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