Дослідження механізмів недзеркального відбиття в метаповерхнях з кластерною структурою

Abstract

Робота присвячена дослідженню закономірностей формування недзеркального відбиття на метаповерхнях в оптичному та інфрачервоному діапазонах та впливу на них кластеризації базової комірки. Мета дослідження полягає у розробці ефективних підходів до створення оптично тонких поверхонь, здатних забезпечувати кероване недзеркальне відбиття світла. Для досягнення цієї мети проведено аналіз формування недзеркального відбиття у дисковій метаповерхні, розташованій на екрані з ідеального електричного провідника, що дозволило уточнити фізичні механізми явища. Додатково досліджено вплив кластеризації базового елемента метаповерхні на характеристики відбиття, а також оцінено перспективи багатошарових структур для підвищення контролю над дифракційними властивостями. Показано, що застосування метаповерхні на металевому екрані дозволяє досягти як резонансного, так і смугового недзеркального відбиття.

The work is devoted to the study of the patterns of non-reciprocal reflection formation in metasurfaces in the optical and infrared ranges, as well as the influence of clustering of the basic unit cell on these properties. The aim of the study is to develop effective approaches for creating optically thin surfaces capable of providing controlled non-reciprocal reflection of light. To achieve this goal, an analysis of non-reciprocal reflection formation in a disk metasurface placed on a perfect electric conductor screen was carried out, which allowed for a clarification of the physical mechanisms of the phenomenon. Additionally, the influence of clustering the basic element of the metasurface on the reflection characteristics was investigated, and the prospects of multilayer structures for enhanced control over diffraction properties were evaluated. It was shown that the use of a metasurface on a metallic screen allows achieving both resonant and broadband non-reciprocal reflection.