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Metamaterial Huygens’ Surfaces: Tailoring Wave Fronts with Reflectionless Sheets

超材料 物理 高斯光束 光学 电磁辐射 惠更斯-菲涅耳原理 极化(电化学) 电磁学 表面波 梁(结构) 工程物理 化学 物理化学
作者
Carl Pfeiffer,Anthony Grbic
出处
期刊:Physical Review Letters [American Physical Society]
卷期号:110 (19) 被引量:1557
标识
DOI:10.1103/physrevlett.110.197401
摘要

Huygens' principle is a well-known concept in electromagnetics that dates back to 1690. Here, it is applied to develop designer surfaces that provide extreme control of electromagnetic wave fronts across electrically thin layers. These reflectionless surfaces, referred to as metamaterial Huygens' surfaces, provide new beam shaping, steering, and focusing capabilities. The metamaterial Huygens' surfaces are realized with two-dimensional arrays of polarizable particles that provide both electric and magnetic polarization currents to generate prescribed wave fronts. A straightforward design methodology is demonstrated and applied to develop a beam-refracting surface and a Gaussian-to-Bessel beam transformer. Metamaterial Huygens' surfaces could find a wide range of applications over the entire electromagnetic spectrum including single-surface lenses, polarization controlling devices, stealth technologies, and perfect absorbers.
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