Метаповерхности и их применения

Метаповерхности являются предметом интенсивных исследований и используются в различных приложениях благодаря своей уникальной способности управлять электромагнитными волнами на микроволновых и оптических частотах. Эти искусственные листовые материалы, которые обычно состоят из металлических участков или диэлектрических травлений в планарных или многослойных конфигурациях с субдлинноволновой толщиной, обладают преимуществами малой массы, простоты изготовления и возможностью контролировать распространение волн как по поверхности, так и в окружающем пространстве. В данной статье систематизирован и рассмотрен недавний прогресс в области по приложениям. Начиная с развития частотно-избирательных поверхностей и метаматериалов, выделены уникальные возможности различных типов метаповерхностей. Импеданс поверхности может изменяться и управляться путем паттернизации элементарных ячеек метаповерхности, что находит широкое применение в поглотителях поверхностных волн и поверхностных волноводах. Они также обеспечивают формирование пучка как в пропускании, так и в отражении. Еще одно важное применение — излучение в режиме утечки волны (leaky-wave) в качестве антенны. Другие применения метаповерхностей включают маскировку (cloaking), поляризаторы и модуляторы. Управляемый поверхностный показатель преломления, обеспечиваемый метаповерхностями, также может быть применен в линзах. При добавлении активных и нелинейных компонентов к традиционным метаповерхностям достигается исключительная настраиваемость и способность к переключению. Наконец, метаповерхности находят применение в новых формах визуализации.