《表1 与其他的传输型超表面的性能对比》

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《基于超表面结构的高效轨道角动量发生器研究》

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注：λс为中心频率对应的波长．

为了证实超表面的电磁特性，对器件进行了加工测试．实验样品的尺寸以及材料与仿真中的设置一致，采用近场扫描仪测试样品的场分布．图6（a）为实验测试系统，在距离样品1000mm处放置一个右旋圆极化螺旋天线，以产生右旋圆极化均匀平面波，并以此平面波激励测试样品；在样品的另一侧，且距离样品30mm处放置探针，用于记录该处的电场强度及相位，通过在水平面内移动探针，以获得电场的空间分布．测量中，将矢量网络分析仪的两个端口分别与发射天线以及同轴探针链接，通过测量S21参数来获得空间各点的电场强度和相位．由于透射波为圆极化波，我们需要分两次测试．首先，让探针与x轴平行测量Ex分量；然后，让探针与y轴平行，测量Ey分量；最后，将测量的Ex和Ey合成得到总的电场分布，结果如图6所示．从图6(b）（d）（f）中可以看出，在9.5、10、10.5GHz处，电场强度呈现中空的环状分布；图6(c）（e）(g）显示，当角坐标旋转一周时，相位改变2π．该特性与图5中的仿真结果具有很好的一致性，充分证实了所提出的超表面能在宽频带范围内产生携带i=1的OAM波束．表1为本文提出的结构与已发表的相关工作的比较，可以看出，本文提出的结构的整体性能较好，尤其是工作带宽（8%），明显高于其它器件．