编码超材料

编码超材料（coding metamaterials），工学-光学工程-材料与器件-超材料-信息超材料-编码超材料，由若干种离散单元按照一定编码规则排列构成的信息超材料。最简单的编码超材料是1比特编码超材料，由“0”和“1”两种基本单元构成，反射相位相差180°，呈现不同的电磁特性。通过控制码元的空间排布规律，有效调控电磁波的散射特性，如形成定向波束、多波束或者漫散射现象。1比特编码概念可推广到2比特或多比特编码，其中2比特编码超材料采用四种具有不同电磁特性的基本单元，以分别模拟“00”“01”“10”和“11”四种状态，相邻状态单元反射相位差90°，多比特编码以此类推。多比特编码超材料相比1比特编码超材料，编码形式更加复杂，具有更高的电磁波调控自由度。编码超材料在雷达领域和通信领域具有重要的应用前景。东南大学毫米波国家重点实验室于2014年设计并实现了一款1比特可编程编码超材料，其每个单元均可通过电压调控展现“0”和“1”两种码元特性。结合现场可编程门阵列控制模块，对不同单元分别调控，实现超材料的可编程特性，在微波频段验证了编码超材料的波束调控能力。