超構表麵（metasurface）作為(wei) 一種人工二維材料，利用亞(ya) 波長尺度的單元結構與(yu) 入射電磁波的相互作用可以實現對電磁波振幅、相位和偏振的高效調控。相較於(yu) 傳(chuan) 統器件，超構表麵具有低剖麵、高集成度以及多功能化等優(you) 勢，因此受到了人們(men) 的廣泛關(guan) 注。 

近年來，雖然超構表麵在理論設計和加工製備上取得了長足的發展，但該領域仍然麵臨(lin) 諸多問題和製約。在器件設計上，由於(yu) 缺乏係統的理論支撐，超構表麵單元結構的優(you) 化主要依賴於(yu) 利用仿真軟件進行參數掃描，再通過設計者的專(zhuan) 業(ye) 知識對結果進行選取。這種方式不僅(jin) 需要消耗大量的時間，而且所得的結果通常為(wei) 局域最優(you) 解，從(cong) 根本上限製了超構表麵器件的響應。在器件加工上，由於(yu) 超構表麵單元結構的特征尺寸都為(wei) 亞(ya) 波長量級，如何在大麵積的基底上加工高質量的單元結構也是超構表麵器件實用化麵臨(lin) 的亟待解決(jue) 的問題。 　　  

針對以上的問題，中科院光電技術研究所的科研人員從(cong) 理論設計和加工製備兩(liang) 方麵出發實現了一類超構表麵器件的高效設計和大麵積加工。在理論方麵，通過對單元結構間的電磁場進行理論分析和計算推導，創新性的提出了懸鏈線電磁模型。通過該模型可以建立幾何結構和對應電磁響應的直接聯係，而不需要借助其他的仿真軟件。在此基礎上，針對特定的器件響應，利用遺傳(chuan) 算法進行反向設計得到單元結構的幾何參數。該設計方法可以大幅度縮減器件的設計時間並且實現器件效率最大化。在加工方麵，提出了分布式曝光的加工工藝，發展了一套適用於(yu) 大麵積、高精度、基於(yu) 柔性基底的加工流程，可以在米級的基底上加工特征尺寸為(wei) 微米量級的樣品。在以上兩(liang) 方麵突破的基礎上，設計和加工了大口徑薄膜吸波器和天線，器件的響應都遠超同類型器件並且接近於(yu) 理論極限，有望推動超構表麵器件的實用化進程。

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