Сітчаста метаповерхня як ультра тонка чвертьхвильова пластинка

В роботі запропоновано конструкцію надтонкої чвертьхвильової пластинки, що базується на використанні сітчастої метаповерхні. Метаповерхня влаштована у вигляді періодично розташованих складних суперкомірок, які містять малі в порівнянні з довжиною хвилі кругові отвори. Незважаючи на те, що отвори такої форми не чутливі до поляризації, показано, що можна управляти поляризаційним відгуком, маніпулюючи асиметрією метаповерхневої суперкомірки. Потрібна різниця фаз між компонентами в напрямках осей x та y переданого поля може бути отримана за допомогою вибору розташування отворів у суперкомірці, а також залежить від лінійних розмірів самої суперкомірки. В запропонованій конструкції амплітудою та фазою двох ортогональних компонентів переданого поля можна керувати незалежно, отже, забезпечуючи ефективне та надійне перетворення поляризації. У роботі пояснюється, що ефект перетворення лінійно поляризованої хвилі в циркулярно поляризовану обумовлено явищем підвищеного пропускання крізь малі отвори та збудженням ортогональних власних коливань метаповерхні. У випадку отворів з малими отворами періодична суперкомірка являє собою складний розсіювач, який формує відгук та керує вкладами окремих її елементів, що призводить до сильної поляризаційної чутливості, яку неможливо спостерігати у випадку круглих резонансних отворів. Аналітично показано, що ефект перетворення поляризації для надтонких метаповерхонь реалізується при збудженні двох ортогональних власних коливань з близько розташованими власними частотами. Отримано аналітичні формули для опису поляризаційних ефектів як функції власних частот та обговорено умови для досягнення максимального рівня ефективності перетворення в надтонких одношарових структурах.