二维液体龙柏透镜研究成果在APL发表
- 发布时间:
- 2013-02-27
- 文章标题:
- 二维液体龙柏透镜研究成果在APL发表
- 内容:
传统微波器件(如平板透镜,龙柏透镜等)的设计、制造工艺主要使用固体材料采用各种工艺如机械加工、印刷电路板工艺等来进行实现。越来越多的功能结构复杂的微波器件,无法采用固体材料及传统工艺来实现,从而限制了微波器件的实际应用。而液体介质由于其特有的流动性,易于操作、替换和实时控制,在光流体技术中得到了广泛的应用。受此启发,申请人提出采用液体作为填充材料,与增材制造技术相结合,通过创新结构设计,实现了多种传统微波器件无法达到的功能,为微波器件的设计与制造开拓了一条新的路径。在如下两个方面取得了创新性成果。
龙柏透镜是微波通讯中的重要器件,可实现空间波汇聚、点波源的定向扫描等功能,传统龙柏透镜由多层不同介电常数材料的同心壳体叠加而成,由于其在球面聚焦,限制了其实际应用。平面二维龙柏透镜最早由D. R. Smith在一篇Nature论文中提出,实现了龙柏透镜平面聚焦便于和其它微波器件集成,并采用金属谐振环超材料实现了龙柏透镜。然而,由于该设计在窄频带和复杂制造工艺两方面的缺憾,导致了该设计无法真正进行实际应用。电磁性能可调液体介质与增材制造工艺相结合为解决原始设计中的限制问题提供了新手段。采用液体介质实现了微波折射率从1到4.18范围内的可控调节;采用光固化快速成形工艺实现了龙柏透镜框架结构的制造;研究了光敏树脂框架厚度、离散距离等结构参数对透镜微波传输性能的影响规律;利用液体介质的宽频和低损耗特性,实现了在12.4-18GHz宽频、超宽场角可达180o的龙柏透镜。增材制造技术作为一个实现手段与液体介质结合,推动了龙柏透镜理论设计的发展与进步。
L. Wu, X. Tian, et al., Broadband flattened Luneburg lens with ultra-wide angle based on a liquid medium, Applied physics letter, 2013, 102,074103.




