一种可调谐多极化转换的手性超材料单元及阵列

摘要

本申请提供了一种可调谐多极化转换的手性超材料单元及阵列。所述手性超材料单元包括手性超材料层和馈电结构层；所述手性超材料层包括介质基板和相对设置在所述介质基板两侧的第一金属层和第二金属层；所述第一金属层包括“O”形的第一金属贴片、条形的第二金属贴片、“I”形的第三金属贴片和对称设置在所述第二金属贴片上的四个PIN二极管；所述第一金属贴片、所述第二金属贴片和所述第三金属贴片绕其中心逆时针旋转35°与所述第二金属层重叠。本申请的工作频率动态可调，并且在同一工作频率上即可实现多重极化转化调控，解决了传统手性超材料无法在单频点生成多种极化转化的问题，此外，整体结构简单且易于加工，具有良好的应用前景。

权利要求

1.一种可调谐多极化转换的手性超材料单元，其特征在于，包括：手性超材料层和对所述手性超材料层馈电的馈电结构层；

所述手性超材料层包括介质基板和相对设置在所述介质基板两侧的第一金属层和第二金属层；所述第一金属层包括“O”形的第一金属贴片、条形的第二金属贴片、“I”形的第三金属贴片和对称设置在所述第二金属贴片上的四个PIN二极管；所述第一金属贴片、所述第二金属贴片和所述第三金属贴片的中心重合；所述第二金属贴片的两端分别与所述第一金属贴片连接；所述第三金属贴片设置在所述第一金属贴片的内部；并且，所述第三金属贴片与所述第二金属贴片的长度方向垂直；所述第二金属层包括“O”形的第四金属贴片、条形的第五金属贴片和“I”形的第六金属贴片；所述第四金属贴片、所述第五金属贴片和所述第六金属贴片的中心重合；所述第五金属贴片的两端分别与所述第四金属贴片连接；所述第六金属贴片设置在所述第四金属贴片的内部；并且，所述第六金属贴片与所述第五金属贴片的长度方向垂直；所述第一金属贴片、所述第二金属贴片和所述第三金属贴片绕其中心逆时针旋转35°与所述第四金属贴片、所述第五金属贴片和所述第六金属贴片在垂直于所述介质基板的方向上重叠；

在预设工作频率下，当圆极化电磁波入射所述手性超材料单元时，所述手性超材料单元将所述圆极化电磁波转换为手性相反的圆极化电磁波出射；

在所述预设工作频率下，当线极化电磁波入射所述手性超材料单元时，所述手性超材料单元将所述线极化电磁波转换为圆极化电磁波出射。

2.根据权利要求1所述的手性超材料单元，其特征在于，所述馈电结构层包括第三金属层和第四金属层；所述第三金属层与第一金属层设置在同一平面上；所述第三金属层包括两个条形的第七金属贴片和设置在每一所述第七金属贴片上的电感器；两个所述第七金属贴片相对设置在所述第三金属贴片的长度方向的两侧，并且分别与所述第一金属贴片连接；所述第四金属层嵌设在所述介质基板的内部；所述第四金属层包括条形的第八金属贴片；所述第八金属贴片与所述第二金属贴片平行，并且与所述第三金属贴片通过导电柱连接。

3.根据权利要求1所述的手性超材料单元，其特征在于，还包括控制所述手性超材料单元通断的外接电路；所述外接电路包括电压源和串联电阻；所述电压源的一端与所述馈电结构层连接，另一端与所述串联电阻的端部连接；所述串联电阻的另一端与所述馈电结构层连接。

4.根据权利要求1所述的手性超材料单元，其特征在于，所述介质基板的边长为7.5mm，厚度为1.5mm；所述介质基板的介电常数为3.66。

5.根据权利要求1所述的手性超材料单元，其特征在于，所述第一金属贴片的外径为

3.6mm，内径为3.5mm；所述第二金属贴片的长度为6.76mm；所述第三金属贴片的长度为

2.3mm，线宽为0.3mm，臂长为2mm。

6.根据权利要求2所述的手性超材料单元，其特征在于，所述第七金属贴片的宽度为

0.3mm；所述第八金属贴片的长度为7.5mm，宽度为0.3mm。

7.根据权利要求1所述的手性超材料单元，其特征在于，所述PIN二极管的低电平朝向所述第二金属贴片的中心。

8.根据权利要求1所述的手性超材料单元，其特征在于，所述PIN二极管的等效断开电容为0.025pF，等效串联电感为30pH。

9.根据权利要求2所述的手性超材料单元，其特征在于，所述电感器的电感值为30pH。

10.一种可调谐多极化转换的手性超材料阵列，其特征在于，包括：若干如权利要求1‑9任一项所述的手性超材料单元；若干所述手性超材料单元周期性排列在与所述圆极化电磁波或所述线极化电磁波入射方向垂直的平面上。

说明书

一种可调谐多极化转换的手性超材料单元及阵列

技术领域

[0001] 本申请涉及电磁波控制技术领域，特别是一种可调谐多极化转换的手性超材料单元及阵列。

背景技术

[0002] 自然界中，手性无处不在，若一个物体通过平移、旋转操作无法与其镜像重合，则称其为“手性的”。手性材料是应用手性结构制作出来的人工合成材料。由于电磁交叉耦合的存在，对于不同的入射波，手性材料会产生不同的折射率。因而，如果材料的手性参数足够强，其中的一束圆极化波的折射率就有可能变为负值。2004年，Pendry等人的设计，理论上证实了负折射率的存在，并引入了超材料的理念，这种负折射率超材料与之前的左手超材料不同，其负折射率是由手性来实现的，并不需要介电常数和磁导率都为负值，因此被称为“手性超材料”。由于手性超材料存在强大的电磁交叉耦合，使得某种极化状态的电磁波在介质中传播时，有一部分电磁波转换成与其极化状态相反（即X与Y极化之间互相转化，或者左旋与右旋圆极化之间互相转化）的电磁波。同理，电磁波从相反方向入射到介质上时，也会发生相对应的极化转换。这就使得人工手性结构往往具有针对固定极化电磁波的非对称传输特性。

[0003] 但是，现有的手性超材料结构都存在着工作频段分散、极化功能单一、传输效率低、馈电系统复杂等问题，无法满足如天线和半导体等技术领域的器件制造的新要求。

发明内容

[0004] 鉴于所述问题，提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种可调谐多极化转换的手性超材料单元及阵列，包括：

[0005] 一种可调谐多极化转换的手性超材料单元，包括：手性超材料层和对所述手性超材料层馈电的馈电结构层；

[0006] 所述手性超材料层包括介质基板和相对设置在所述介质基板两侧的第一金属层和第二金属层；所述第一金属层包括“O”形的第一金属贴片、条形的第二金属贴片、“I”形的第三金属贴片和对称设置在所述第二金属贴片上的四个PIN二极管；所述第一金属贴片、所述第二金属贴片和所述第三金属贴片的中心重合；所述第二金属贴片的两端分别与所述第一金属贴片连接；所述第三金属贴片设置在所述第一金属贴片的内部；并且，所述第三金属贴片与所述第二金属贴片的长度方向垂直；所述第二金属层包括“O”形的第四金属贴片、条形的第五金属贴片和“I”形的第六金属贴片；所述第四金属贴片、所述第五金属贴片和所述第六金属贴片的中心重合；所述第五金属贴片的两端分别与所述第四金属贴片连接；所述第六金属贴片设置在所述第四金属贴片的内部；并且，所述第六金属贴片与所述第五金属贴片的长度方向垂直；所述第一金属贴片、所述第二金属贴片和所述第三金属贴片绕其中心逆时针旋转35°与所述第四金属贴片、所述第五金属贴片和所述第六金属贴片在垂直于所述介质基板的方向上重叠；

[0007] 在预设工作频率下，当圆极化电磁波入射所述手性超材料单元时，所述手性超材料单元将所述圆极化电磁波转换为手性相反的圆极化电磁波出射；

[0008] 在所述预设工作频率下，当线极化电磁波入射所述手性超材料单元时，所述手性超材料单元将所述线极化电磁波转换为圆极化电磁波出射。

[0009] 优选的，所述馈电结构层包括第三金属层和第四金属层；所述第三金属层与第一金属层设置在同一平面上；所述第三金属层包括两个条形的第七金属贴片和设置在每一所述第七金属贴片上的电感器；两个所述第七金属贴片相对设置在所述第三金属贴片的长度方向的两侧，并且分别与所述第一金属贴片连接；所述第四金属层嵌设在所述介质基板的内部；所述第四金属层包括条形的第八金属贴片；所述第八金属贴片与所述第二金属贴片平行，并且与所述第三金属贴片通过导电柱连接。

[0010] 优选的，还包括控制所述手性超材料单元通断的外接电路；所述外接电路包括电压源和串联电阻；所述电压源的一端与所述馈电结构层连接，另一端与所述串联电阻的端部连接；所述串联电阻的另一端与所述馈电结构层连接。

[0011] 优选的，所述介质基板的边长为7.5mm，厚度为1.5mm；所述介质基板的介电常数为3.66。

[0012] 优选的，所述第一金属贴片的外径为3.6mm，内径为3.5mm；所述第二金属贴片的长度为6.76mm；所述第三金属贴片的长度为2.3mm，线宽为0.3mm，臂长为2mm。

[0013] 优选的，所述第七金属贴片的宽度为0.3mm；所述第八金属贴片的长度为7.5mm，宽度为0.3mm。

[0014] 优选的，所述PIN二极管的低电平朝向所述第二金属贴片的中心。

[0015] 优选的，所述PIN二极管的等效断开电容为0.025pF，等效串联电感为30pH。

[0016] 优选的，所述电感器的电感值为30pH。

[0017] 一种可调谐多极化转换的手性超材料阵列，包括：若干如上述任一项所述的手性超材料单元；若干所述手性超材料单元周期性排列在与所述圆极化电磁波或所述线极化电磁波入射方向垂直的平面上。

[0018] 本申请具有以下优点：

[0019] 在本申请的实施例中，通过手性超材料层和对所述手性超材料层馈电的馈电结构层；所述手性超材料层包括介质基板和相对设置在所述介质基板两侧的第一金属层和第二金属层；所述第一金属层包括“O”形的第一金属贴片、条形的第二金属贴片、“I”形的第三金属贴片和对称设置在所述第二金属贴片上的四个PIN二极管；所述第一金属贴片、所述第二金属贴片和所述第三金属贴片的中心重合；所述第二金属贴片的两端分别与所述第一金属贴片连接；所述第三金属贴片设置在所述第一金属贴片的内部；并且，所述第三金属贴片与所述第二金属贴片的长度方向垂直；所述第二金属层包括“O”形的第四金属贴片、条形的第五金属贴片和“I”形的第六金属贴片；所述第四金属贴片、所述第五金属贴片和所述第六金属贴片的中心重合；所述第五金属贴片的两端分别与所述第四金属贴片连接；所述第六金属贴片设置在所述第四金属贴片的内部；并且，所述第六金属贴片与所述第五金属贴片的长度方向垂直；所述第一金属贴片、所述第二金属贴片和所述第三金属贴片绕其中心逆时针旋转35°与所述第四金属贴片、所述第五金属贴片和所述第六金属贴片在垂直于所述介质基板的方向上重叠；在预设工作频率下，当圆极化电磁波入射所述手性超材料单元时，所述手性超材料单元将所述圆极化电磁波转换为手性相反的圆极化电磁波出射；在所述预设工作频率下，当线极化电磁波入射所述手性超材料单元时，所述手性超材料单元将所述线极化电磁波转换为圆极化电磁波出射，在同一工作频率上实现了多重极化转化调控，解决了传统手性超材料无法在单频点生成多种极化转化的问题；所述手性超材料层采用双层“Φ”形金属贴片结构，经过电磁波的激发，金属贴片的表面形成平行电场和表面电流，双层金属贴片共振耦合，产生较强的手性特性，相较于单层结构可以获得更好的传输效率和极化转化系数；所述第一金属层上设有所述PIN二极管，通过调整给予所述PIN二极管的电压大小控制金属贴片结构上的电流通断，可以模拟不同的等效电路，从而改变所述手性超材料单元的等效参数，动态调控在同一频点的多极化转化特性，增强了实际应用价值；此外，本申请整体结构简单、成本低、易于加工且集成度高，满足了多场景下的设计要求，具有良好的应用前景。

附图说明

[0020] 为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0021] 图1是本申请一实施例提供的一种手性超材料单元的结构示意图；

[0022] 图2是本申请一实施例提供的一种手性超材料单元中第一金属层、第三金属层和介质基板的结构示意图；

[0023] 图3是本申请一实施例提供的一种手性超材料单元中第二金属层和介质基板的结构示意图；

[0024] 图4是本申请一实施例提供的一种手性超材料阵列的结构示意图；

[0025] 图5是本申请一具体实施例提供的一种手性超材料阵列工作在微波频段的手性特性示意图；

[0026] 图6是本申请一具体实施例提供的一种手性超材料阵列工作在7.59GHz的左旋圆极化入射，右旋圆极化出射的传输曲线；

[0027] 图7是本申请一具体实施例提供的一种手性超材料阵列工作在7.59GHz的y线极化入射，左旋圆极化出射的传输曲线。

[0028] 说明书附图中的附图标记如下：

[0029] 101、介质基板；201、第一金属层；202、第二金属层；203、第三金属层；204、第四金属层；301、电压源；302、串联电阻。

具体实施方式

[0030] 为使本申请的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0031] 需要说明的是，手性超材料是亚波长结构单元在二维平面上周期性排列形成的拓扑结构，通过对单元结构的设置优化，可以实现对电磁波的新颖调控，如非对称性传输、巨大的光学活性以及极化转化。与极化特性相关的手性超材料可以称为极化转换手性超材料。

[0032] 旋光性是手性超材料的主要特征之一，表示入射的电磁波经过手性超材料后产生偏振旋转的特性。手性超材料的电磁波调控通常包含线极化和椭圆极化，椭圆度η和旋转角度θ是衡量椭圆极化程度的两个重要参数， ， ，和 分别表示出射右旋极化波电场强度和左旋极化波电场强度。

[0033] 参照图1‑3，示出了本申请一实施例提供的一种可调谐多极化转换的手性超材料单元，包括：手性超材料层和对所述手性超材料层馈电的馈电结构层；

[0034] 所述手性超材料层包括介质基板101和相对设置在所述介质基板101两侧的第一金属层201和第二金属层202；所述第一金属层201包括“O”形的第一金属贴片、条形的第二金属贴片、“I”形的第三金属贴片和对称设置在所述第二金属贴片上的四个PIN二极管；所述第一金属贴片、所述第二金属贴片和所述第三金属贴片的中心重合；所述第二金属贴片的两端分别与所述第一金属贴片连接；所述第三金属贴片设置在所述第一金属贴片的内部；并且，所述第三金属贴片与所述第二金属贴片的长度方向垂直；所述第二金属层202包括“O”形的第四金属贴片、条形的第五金属贴片和“I”形的第六金属贴片；所述第四金属贴片、所述第五金属贴片和所述第六金属贴片的中心重合；所述第五金属贴片的两端分别与所述第四金属贴片连接；所述第六金属贴片设置在所述第四金属贴片的内部；并且，所述第六金属贴片与所述第五金属贴片的长度方向垂直；所述第一金属贴片、所述第二金属贴片和所述第三金属贴片绕其中心逆时针旋转35°与所述第四金属贴片、所述第五金属贴片和所述第六金属贴片在垂直于所述介质基板101的方向上重叠；

[0035] 在预设工作频率下，当圆极化电磁波入射所述手性超材料单元时，所述手性超材料单元将所述圆极化电磁波转换为手性相反的圆极化电磁波出射；

[0036] 在所述预设工作频率下，当线极化电磁波入射所述手性超材料单元时，所述手性超材料单元将所述线极化电磁波转换为圆极化电磁波出射。

[0037] 需要说明的是，所述手性超材料单元可以实现由左旋极化电磁波到右旋极化电磁波，以及由右旋极化电磁波到左旋极化电磁波的转换，同时可以实现由x极化电磁波到左旋极化电磁波，以及y极化电磁波到右旋极化电磁波的转换。

[0038] 在本申请的实施例中，通过手性超材料层和对所述手性超材料层馈电的馈电结构层；所述手性超材料层包括介质基板101和相对设置在所述介质基板101两侧的第一金属层201和第二金属层202；所述第一金属层201包括“O”形的第一金属贴片、条形的第二金属贴片、“I”形的第三金属贴片和对称设置在所述第二金属贴片上的四个PIN二极管；所述第一金属贴片、所述第二金属贴片和所述第三金属贴片的中心重合；所述第二金属贴片的两端分别与所述第一金属贴片连接；所述第三金属贴片设置在所述第一金属贴片的内部；并且，所述第三金属贴片与所述第二金属贴片的长度方向垂直；所述第二金属层202包括“O”形的第四金属贴片、条形的第五金属贴片和“I”形的第六金属贴片；所述第四金属贴片、所述第五金属贴片和所述第六金属贴片的中心重合；所述第五金属贴片的两端分别与所述第四金属贴片连接；所述第六金属贴片设置在所述第四金属贴片的内部；并且，所述第六金属贴片与所述第五金属贴片的长度方向垂直；所述第一金属贴片、所述第二金属贴片和所述第三金属贴片绕其中心逆时针旋转35°与所述第四金属贴片、所述第五金属贴片和所述第六金属贴片在垂直于所述介质基板101的方向上重叠；在预设工作频率下，当圆极化电磁波入射所述手性超材料单元时，所述手性超材料单元将所述圆极化电磁波转换为手性相反的圆极化电磁波出射；在所述预设工作频率下，当线极化电磁波入射所述手性超材料单元时，所述手性超材料单元将所述线极化电磁波转换为圆极化电磁波出射，在同一工作频率上实现了多重极化转化调控，解决了传统手性超材料无法在单频点生成多种极化转化的问题；所述手性超材料层采用双层“Φ”形金属贴片结构，经过电磁波的激发，金属贴片的表面形成平行电场和表面电流，双层金属贴片共振耦合，产生较强的手性特性，相较于单层结构可以获得更好的传输效率和极化转化系数；所述第一金属层201上设有所述PIN二极管，通过调整给予所述PIN二极管的电压大小控制金属贴片结构上的电流通断，可以模拟不同的等效电路，从而改变所述手性超材料单元的等效参数，动态调控在同一频点的多极化转化特性，增强了实际应用价值；此外，本申请整体结构简单、成本低、易于加工且集成度高，满足了多场景下的设计要求，具有良好的应用前景

[0039] 下面，将对本示例性实施例中一种可调谐多极化转换的手性超材料单元作进一步地说明。

[0040] 本实施例中，所述馈电结构层包括第三金属层203和第四金属层204；所述第三金属层203与第一金属层201设置在同一平面上；所述第三金属层203包括两个条形的第七金属贴片和设置在每一所述第七金属贴片上的电感器；两个所述第七金属贴片相对设置在所述第三金属贴片的长度方向的两侧，并且分别与所述第一金属贴片连接；所述第四金属层204嵌设在所述介质基板101的内部；所述第四金属层204包括条形的第八金属贴片；所述第八金属贴片与所述第二金属贴片平行，并且与所述第三金属贴片通过导电柱连接。

[0041] 具体的，两个所述第七金属贴片和所述第八金属贴片分别与所述第二金属贴片平行。所述介质基板101的表面通过打孔形成有导电通孔；所述导电通孔的半径为0.1mm；所述导电柱埋设在所述导电通孔内部。所述第七金属贴片与所述第一金属贴片连接，并且所述第八金属贴片通过所述导电柱与所述第三金属贴片连接，可以实现馈电作用。

[0042] 需要说明的是，所述馈电结构层的结构简单有效，相对于波长可忽略不计，易于加工和制造，轻便实用，具有良好的工艺制造前景。

[0043] 本实施例中，还包括控制所述手性超材料单元通断的外接电路；所述外接电路包括电压源301和串联电阻302；所述电压源301的一端与所述馈电结构层连接，另一端与所述串联电阻302的端部连接；所述串联电阻302的另一端与所述馈电结构层连接。具体的，所述电压源301的正偏电压为1.2‑1.5V；所述串联电阻302的阻值为110Ω。所述电压源301可以为所述PIN二极管两端提供的电压为0‑1.2V，当所述PIN二极管两端的电压为1.2V时，所述PIN二极管连通；当所述PIN二极管两端的电压为0V时，所述PIN二极管断开。

[0044] 本实施例中，所述介质基板101的边长为7.5mm，厚度为1.5mm；所述介质基板101的介电常数为3.66。具体的，所述介质基板101为正方体结构，其边长p为7.5mm，厚度h为1.5mm；所述介质基板101的材料为具有非磁性的微波介质材料，优选为Rogers Ro4003C，其介电常数为3.55，损耗角正切值为0.0027。所述介质板的正切损耗角较小，有利于提升所述手性超材料单元的增益和辐射效率。

[0045] 本实施例中，所述第一金属贴片的外径为3.6mm，内径为3.5mm；所述第二金属贴片的长度为6.76mm；所述第三金属贴片的长度为2.3mm，线宽为0.3mm，臂长为2mm。具体的，所述第一金属贴片的外径Rout为3.6mm，内径Rin为3.5mm，厚度为0.035mm；所述第二金属贴片的长度ly为6.76mm，厚度为0.035mm；所述第三金属贴片的长度lx为2.3mm，线宽w为0.3mm，臂长d为2mm，厚度为0.035mm；所述第一金属贴片和所述第二金属贴片的材料分别为铜，其导电率为 。

[0046] 本实施例中，所述第七金属贴片的宽度为0.3mm；所述第八金属贴片的长度为7.5mm，宽度为0.3mm。具体的，所述第七金属贴片和所述第八金属贴片的厚度分别为
0.035mm；所述第七金属贴片和所述第八金属贴片的材料分别为铜，其导电率为。

[0047] 需要说明的是，本申请中所述手性超材料单元的尺寸小于入射电磁波波长的四分之一，以满足亚波长尺寸的要求。

[0048] 本实施例中，所述PIN二极管的低电平朝向所述第二金属贴片的中心。具体的，四个所述PIN二极管的尺寸和型号相同，优选为MADP‑000907‑14020x。四个所述PIN二极管关于所述第二金属贴片在宽度方向上的对称轴对称分布，并且低电平分别朝向所述第二金属贴片的中心，以实现电流由所述第二金属贴片的端部流向所述第二金属贴片的中心。

[0049] 本实施例中，所述PIN二极管的等效断开电容为0.025pF，等效串联电感为30pH。所述PIN二极管的等效电路为断开时与30pH的电感和0.025pF的电容串联，接通时与7.8Ω的电阻和30pH的电感串联。

[0050] 本实施例中，所述PIN二极管的长度为0.8mm。

[0051] 本实施例中，所述电感器的电感值为30pH。

[0052] 参照图4，示出了本申请一实施例提供的一种可调谐多极化转换的手性超材料阵列，其特征在于，包括：若干如上述任一项所述的手性超材料单元；若干所述手性超材料单元周期性排列在与所述圆极化电磁波或所述线极化电磁波入射方向垂直的平面上。

[0053] 在一具体实现中，所述手性超材料阵列包括10×10的所述手性超材料单元。

[0054] 所述手性超材料阵列的手性特性如图5所示，当全部所述PIN二极管处于连通状态，在7.67GHz的工作频率下，入射的x极化波经过所述手性超材料阵列后主要以右旋极化波和少许左旋极化波出射，消光比达到最大37dB；在7.59GHz的工作频率下，入射的x极化波经过所述手性超材料阵列后主要以右旋极化波出射，传输系数为0.25，消光比为11dB，椭圆度为29.18°，旋转角度为20.96°。

[0055] 当所述外接电路反偏电压或者零电压，即全部所述二极管处于断开状态时，如图6所示，在7.59GHz的工作频率下，入射的左旋极化波经过所述手性超材料阵列后以右旋极化波出射，转化率达到99%，说明基本全部的左旋极化波都转化为了右旋极化波。同样的，基于这样的所述PIN二极管的工作状态，如图7所示，入射的y极化波经过所述手性超材料阵列后以左旋极化波出射，传输系数为0.476，椭圆度为‑31.23°，旋转角度为‑17.94度。

[0056] 综上所述，基于所述外接电路，所述手性超材料阵列可以实现在同一频点高达99%的左旋极化波转化为相反手性的右旋极化波，x极化波转化为右旋极化波，以及y极化波转化为左旋极化波，传输系数分别为0.25和0.476。这种多样的极化转化形式、极高的转化效率和不低的传输效率使得其具有广阔的应用场景和实用前景。

[0057] 尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

[0058] 最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

[0059] 以上对本申请所提供的一种可调谐多极化转换的手性超材料单元及阵列，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。