《表1 单螺旋、双螺旋、N螺旋的几种光学性能的比较[22]》

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《超材料宽带圆偏振器的研究进展》

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2011年，Yang等[22]发现Gansel提出的单螺旋结构的信噪比并不高，只有大约10dB，他们将N（>3）个铝棒缠绕在一起组成N螺旋结构，并利用FDTD法对N螺旋结构进行光学特性模拟，其信噪比明显增大，达到了35dB左右，同时带宽相较于单双螺旋也有所增加，但N螺旋结构的透射幅度却有所下降，制作过程也比较复杂（表1）。2012年，Wu等[24]研究了单双螺旋以及N螺旋的反射特性，单双螺旋有着反射圆二色性，而N螺旋却没有，该结论进一步丰富了螺旋结构的理论，同时也间接地解释了N螺旋透射幅度降低的原因。Kaschke等[25]提出了N=4的N螺旋结构，并测量了其反射和透射的光谱，反射和透射的圆极化转换即使在有金属损耗的情况下仍几乎为0。2013年，Zhang等[19]在微波段制成了铁三螺旋结构，并对其进行了实验测量，发现其圆二色性消失，不能作为圆偏振器使用。然而，N螺旋结构的制造较为复杂，Fischer等[26]提出了受激发射损耗激光直写（STEDDLW）方法，这为N=4的N螺旋结构在红外波段的制备提供了基础。2015年，Esposito等[27]提出以层析旋转增长为基础，利用集成离子束光刻技术制备了三螺旋结构，他们首次通过实验证实了三螺旋结构所表现出的构型特性的独特组合，其中包括500~1 000nm波长范围内具有37%的圆二色性和高达8°的旋光性，同时还具有高达24dB的信噪比，而且这些均在可见光范围内（图5）。同年，Kaschke等[28]在中红外波段利用受激损耗激光光刻技术制备了N螺旋结构。