本文關鍵詞： 異向介質 超表面 隱身器件 變換光學 表面等離子體　出處：《浙江大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：隨著異向介質、超表面的發(fā)展,以及變換光學理論的提出,隱身衣在科學上成為了可能。然而,隱身衣研究領域仍存在著諸多瓶頸需要克服,比如參數苛刻不易實現、器件體積大、難以工作于全極化波等。針對該領域如上關鍵科學問題,本文提出了均勻包含極值參數的全向隱身器件設計方法、三維全極化相位幅度保持一致的超表面隱身器件設計方法、以及基于奇異異向介質的表面等離子體激元隱身器件設計方法,并進行了實驗驗證。此外,本文把超表面隱身器件的設計方法拓展到了聲波和水波領域,并進一步提出了多物理波超表面隱身器件的設計方法。本文研究工作突破了傳統全向和全極化隱身器件的參數和材料設計的思維局限,拓展了隱身器件的設計思路,在隱身器件設計和實驗研究方面都取得了國際領先的成果。本文具體研究成果如下:1、當前柱形隱身器件通常采用了近似非均勻參數,導致隱身器件的散射仍然嚴重。針對該科學問題,本文基于均勻坐標變換和異向介質設計理論,提出了均勻包含極值參數的全向隱身器件設計方法,并進行了實驗驗證,首次實現了可在均勻各向同性的介質背景中完全隱身的隱身器件。2、針對當前隱身器件體積大且難以工作于全極化波的瓶頸,本文基于超表面隱身理論,率先提出了三維全極化相位幅度保持一致的超表面隱身器件設計方法,并進行了實驗驗證,首次實現了可同時恢復電磁波相位、幅度和極化的隱身器件。該方法對大型物體隱身具有重要的應用價值。3、本文進一步把超表面隱身器件的設計方法拓展到了聲波和水波領域,并用單個超表面隱身器件對聲波、水波和電磁波同時實現隱身。4、針對當前球狀隱身器件參數非均勻難以實現的瓶頸,本文基于均勻坐標變換,提出了正多面體隱身器件設計方法。在該方法中,隱身器件只需要三種均勻異向介質,極大簡化了三維全角度隱身器件的實現�；诰鶆蜃鴺俗儞Q,本文同時提出了一種均勻寬頻帶小尺寸波形保持一致的波導耦合器設計方法。5、當前表面等離子體激元隱身器件難以對復雜非規(guī)則物體隱身。針對該科學問題,本文基于奇異異向介質理論,提出了表面等離子體激元隱身器件設計方法,并進行了實驗驗證。該方法具有魯棒性強、簡單、寬頻帶、適用于任意形狀物體等優(yōu)點。
[Abstract]:The design method of ultra - surface stealth device based on uniform coordinate transformation and anisotropic medium design is presented . The design method of the ultra - surface stealth device based on uniform coordinate transformation and anisotropic media is presented . and is suitable for any shape object and the like .

【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O441.4

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本文編號：1478349