電院吳邊教授團隊在《Nature Electronics》發表成果

（西電新聞網訊）近日，西電電子工程學院天線與微波技術重點實驗室吳邊教授團隊在準一維表面等離激元光學與射頻雙透明電磁器件方面取得突破性進展，研究成果以《Optically and radiofrequency-transparent metadevices based on quasi-one-dimensional surface plasmon polariton structures》”為題發表在《自然•電子》（Nature Electronics）。西電祖浩然博士為論文第一作者，吳邊教授和東南大學崔鐵軍院士為論文通訊作者，西電蘇濤教授、劉英教授也參與了該工作，西安電子科技大學為論文第一單位。

研究團隊創新性地提出了準一維表面等離激元（quasi-1D SPPs）的概念，利用周期性排列的準一維微金屬線構建表面等離激元結構，可實現對表面波的高局域與強束縛，對電磁波具有任意拓撲傳輸與高效輻射轉換等靈活調控能力。相比傳統結構，金屬占比降低兩個數量級以上，同時具有極佳的光學透明與射頻透明特性，在可見光與典型射頻頻段透過率均達到90%以上。準一維表面等離激元能夠實現任意拓撲結構的傳輸并保持電磁能量的低逸散，還能對場束縛性進行有效操控，實現高束縛導行波向低束縛空間波的高效轉換。因此，準一維表面等離激元結構有望構建一系列傳輸型和輻射型透明電磁器件，其極佳的透光特性使其在自然環境下幾乎不可見。

研究團隊搭建了準一維表面等離激元無線圖像傳輸系統，并與傳統ITO無線圖像傳輸系統進行了數據傳輸對比實驗。以典型的載波頻率直接傳輸像素為534 pt × 490 pt的圖像(西安電子科技大學校徽)，對圖像進行數字化處理，然后由信號處理模塊將數據轉換為射頻信號，再將射頻信號送入準一維SPPs或ITO收發射頻終端，對比了無障礙與自身作為障礙物的圖像傳輸質量。由于準一維SPPs優異的光學透明、射頻透明、高輻射效率等優勢，在無線圖像傳輸中獲得了更好的圖像傳輸質量，而在相同極端條件下，傳統ITO收發終端在圖像傳輸中發生了大量的數據丟失與圖像畸變。

該工作首次提出了準一維表面等離激元的概念，揭示了準一維表面等離激元更顯著的場束縛與場增強效應，驗證了任意拓撲結構傳輸與空間輻射轉換功能，以及極端條件下高質量無線圖像傳輸能力。該技術突破了透明電磁器件的光學與射頻透過率限制，為高透光與射頻隱身無線傳輸系統提供了新思路，有望應用于5G/6G移動通訊、智能家居、物聯網與車聯網等高集成隱蔽化通信領域。

 

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