Dyadic Green函数用于均匀化超颖表面的偶极激发

在当今信息技术和电磁学领域的研究中，超颖表面（metasurfaces）是一类备受关注的单层、电厚度极薄的超材料结构。由于其亚波长特性、相比块状材料的低损耗特性以及其能够修改传播和辐射特征的能力，研究人员在微波、太赫兹和光学领域对其产生了浓厚的兴趣。 为了更有效地研究和模拟超颖表面中电磁波的行为，本文探讨了Dyadic Green函数在均匀化超颖表面的偶极激发中的应用。需要了解Dyadic Green函数是电磁理论中描述源点激发产生场的数学工具，它在电磁波的传播和辐射问题中起着基础性的作用。在特定情况下，Dyadic Green函数能够被分解为离散和连续的谱成分，这有助于我们更深入地理解波的动态特性。 本研究论文中的作者团队，包括Feng Liang、George W. Hanson以及Alexander B. Yakovlev等，利用了一种特殊的均质化处理方法，即所谓的“均质化、非局部、各向异性、广义片转移条件”来获取无限周期性超颖表面之上电偶极子源的Dyadic Green函数。这些均质化Green函数能够有效地模拟典型超颖表面结构的近场点源激发问题。 在论文中，作者考虑了多种不同的超颖表面，并通过与全波阵列扫描方法的结果进行对比验证了所提出的均质化Green函数方法在计算上的高效性。此外，研究还验证了Dyadic Green函数在分析超颖表面中波的传播和辐射特性方面的有效性，例如在分析波前操控、偏振控制、反射和透射特性以及波束形成方面展现出的优势。 文章的引言部分提到了超颖表面所具备的非凡能力，包括控制波前、操控偏振、以及对反射和透射特性的影响。Huygens超颖表面在这方面也显示出其潜力。由于超颖表面具有亚波长的特性，它们与块状材料相比损耗较低，同时还能修改传播和辐射特性。这为超颖表面的应用提供了广阔的前景，尤其在那些对电磁场控制有特殊要求的领域。 文章的发表得到了中国国家自然科学基金、中国博士后科学基金以及中国中央高校基本科研业务费等多项科研基金的支持。这表明该研究得到了官方科学界的高度认可，并且具有一定的研究深度和广度。通过这一研究，我们不难预见，随着对超颖表面及其电磁特性更深入的了解，该领域的研究和应用将会得到进一步的发展与拓展。