可调谐超表面的波前整形

极端电磁环境在我们的日常生活中很普遍。尽管通常不会引起注意，但这对希望在所有条件下都能正常工作的电子系统的设计造成了很大的压力。在可能的情况下，要格外小心以应对不利影响，但是设计者很少提前知道操作环境。另外，电磁干扰（EMI）组件之间不必要的耦合在一些平台，例如飞机和航天器，可能会遭受毁灭性后果，从而导致严重的任务退化甚至人员伤亡。在具有电气封闭区域（例如运输系统中的乘客舱）中的波场表现出对频率和几何参数的极度敏感性，即使这些封闭的腔体（称为chaotic腔）无意产生混响。在这样的空腔中，电磁波场具有特定的统计属性，该属性取决于有限数量的参数。其中一个事实是，波场在统计上等于平面波的随机叠加。这样可以在更广泛的波动混沌框架中利用量子混沌研究领域常用的分析工具。 

       现代电子系统在复杂的电磁环境中运行，必须处理噪声和不期望的耦合。在任何实际应用中，隔离或拒绝有害信号以缓解漏洞的能力至关重要。近日，来自马里兰大学的Benjamin W.Frazier研究小组描述了使用二进制可编程超表面来控制在电磁腔内传播的波的空间自由度，并展示了在选定端口之间的传输系数中创建零值的能力，以及创建相干完美吸收的条件。两个目标均以任意频率执行。在第一种情况下，提出了一种有效的优化算法，该算法有选择地在单个频带上或同时在多个频带上生成冷点。研究者证明了该算法在多个输入端口配置和不同的优化带宽下是成功的。在第二种情况下，研究人员建立了如何使用该技术为腔室建立多端口相干完美吸收态的方法。相关研究发表在杂志《Physical Review Research》上。（刘乐）

文章链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.2.043422