我院冯一军教授团队成功实现电磁波可重构有源超透镜

        超构材料（metamaterial）是通过人工功能基元的设计和空间序构的排列来构筑新材料，它展现出许多自然材料所不具备的新奇超常力、热、光、声、电、磁等物理特性，形成了材料研究的新“范式”。超构材料是当前国际新兴的研究热点，超表面（metasurface）作为超构材料的二维形式，既突破了传统媒质电磁参数的局限性，又可大大缩小材料和器件的厚度，所具备的奇异电磁特性使电磁波调控器件的发展更加趋于小型化、平面化、共形化、多样化，大大拓展了人们对电磁波调控的手段和方法。2016年哈佛大学基于超表面概念研制的光学超透镜（metalens），因其可大幅减小镜片的尺寸和成本，可对目前大多数光学设备带来重大改变，入选了Science周刊评选的2016年十大科技突破。

        然而，目前超表面透镜一经设计制备后，其焦距和成像性能就很难改变，限制了其进一步扩展功能和应用的范围。最近，港澳宝典资料大全电子学院冯一军教授团队将有源元素融入电磁超表面的设计中，提出了有源惠更斯超表面的设计方案，并成功设计研制了可重构有源惠更斯超透镜，实现了电磁波的动态聚焦，如图1所示。该工作于2017年2月24日在线发表在国际权威期刊《Advanced Materials》上[DOI: 10.1002/adma.201606422]。

       该工作将微波变容管耦合到超表面单元的结构中，通过事先设定的程序可以独立、连续控制每个单元的电磁响应，从而实现了微波信号在任意焦点位置聚焦、任意多焦点聚焦及动态焦点的快速扫描等功能，如图2所示。所设计和制备的超透镜集亚波长厚度、接近衍射极限的焦斑、高透射效率、实时连续可重构性、任意程序控制和快速响应等优势于一身，为超表面和超透镜技术在可调天线、传感和全息成像等方面的实际应用奠定了良好的基础，其设计概念和方法还可进一步拓展到太赫兹、红外和可见光领域。

图1. 可重构超透镜实现电磁波的动态聚焦和多点聚焦切换示意图。