通过时域数字编码超表面实现谐波幅度与相位的独立控制

摘要： 谐波调控在无线通信、雷达探测和生物监测等应用中具有重要意义。传统方法通过额外增加放大器和移相器来精确控制混频后谐波的幅度与相位，但这种方案存在成本高和系统集成困难的问题。由亚波长谐振器周期性排列构成的超表面，能利用时域特性为入射光提供可定制响应的自由度，展现出非线性调控的潜力。本研究设计并实验表征了一种反射式时域数字编码超表面，实现了对谐波幅度与相位的独立调控。当反射系数以预设方式动态调制时，载波信号向谐波分量转换效率显著提升，且其幅度与相位均可精准独立调控。此外，通过编码超原子的反射相位，采用不同数字编码序列即可实现多谐波波束扫描，从而省去复杂的移相网络。该研究为通信、雷达及相关领域的高效谐波控制开辟了新途径。