汪 竹王德戌冉雪红郝宏刚李 保陆 万

(重庆邮电大学光电工程学院，重庆 400065)

在光学波段，介质透镜作为光学系统中的不可或缺的组成器件，在聚焦、成像方面有着不可替代的作用，光波波长决定了介质透镜的尺寸。在微波波段，对应波长远大于光学波段，如果依然使用光学领域制造透镜的方法，会导致透镜尺寸过大，不便于集成。在此背景下，对制造超薄透镜的需求越来越迫切，人工结构的超材料开始进入研究人员的视野。超材料是人工构建的亚波长立体结构，并拥有超常物理性质的复合材料[1]。超表面是由超材料发展而来，相对于超材料而言超表面更趋向于平面化，是具有周期性的阵列结构。超表面的出现降低了超材料立体结构加工难度大的问题，并且具有易加工、损耗低和便于集成化等优点，在平面成像、天线和电磁吸收等领域有广泛的应用前景。相位梯度超表面作为超表面研究领域的一个分支，在聚焦透镜方面的应用更是受到了重点关注。

2011 年，哈佛大学团队[2]采用8 种形态的”V”型结构设计了一款反射型超表面透镜，通过对电磁波的波前进行调控实现了良好的聚焦效果，进一步明确了广义Snell 反射/折射定律这一概念。天津大学研究团队[3]利用环形单元设计了一款太赫兹超表面透镜，实现了太赫兹波段的波束聚焦。Arbabi等人[4]利用六边形超表面单元设计了一款多波长极化不敏感的电磁透镜。山西大学马润波团队[5]设计了一款工作在24 GHz 的三层超表面电磁透镜，在设计频点对天线增益提高了73%。……