1.一种兼备太赫兹波吸收和反射功能的编码超表面,其特征在于,包括:
至少一阵列排布的编码单元,每一编码单元包括自上而下依次设置的顶层谐振层、介质层以及金属反射层,其中顶层谐振层包括石墨烯谐振层和二氧化钒相变层,石墨烯谐振层包括呈现正方形的石墨烯,二氧化钒相变层包括呈现正方形的二氧化钒外环以及内嵌于二氧化钒外环内部的二氧化钒长条,二氧化钒外环位于石墨烯的内侧,且二氧化钒外环的正方形边同石墨烯的正方形边平行间隔设置,其中二氧化钒长条设置在二氧化钒外环的对角位置且与二氧化钒外环间隔设置。
2.根据权利要求1所述的兼备太赫兹波吸收和反射功能的编码超表面,其特征在于,二氧化钒长条设计为长宽不等的长方形,且二氧化钒外环的尺寸小于石墨烯的尺寸。
3.根据权利要求1所述的兼备太赫兹波吸收和反射功能的编码超表面,其特征在于,二氧化钒长条的长宽比设计为14:11,石墨烯的边长和二氧化钒外环的边长的比例为9:2。
4.根据权利要求1所述的兼备太赫兹波吸收和反射功能的编码超表面,其特征在于,每一编码单元上的石墨烯的对角线和介质层的对角线相交且倾斜45°设置,且石墨烯和介质层的外沿边留有间隔。
5.根据权利要求1所述的兼备太赫兹波吸收和反射功能的编码超表面,其特征在于,通过石墨烯电压的调控与二氧化钒温度调控的协同作用,实现在吸波模式与反射模式间的毫秒级切换。
6.根据权利要求5所述的兼备太赫兹波吸收和反射功能的编码超表面,其特征在于,当二氧化钒处于常温绝缘态时,该兼备太赫兹波吸收和反射功能的编码超表面实现吸波模式,兼备太赫兹波吸收和反射功能的编码超表面及应用在1.97‑2.5THz 频段内实现吸波率>90%;当二氧化钒处于金属态时,该兼备太赫兹波吸收和反射功能的编码超表面实现反射模式,兼备太赫兹波吸收和反射功能的编码超表面的反射相位调控精度>95%。
7.一种兼备太赫兹波吸收和反射功能的编码超表面的应用方法,其特征在于,包括以下步骤:
设计X轴吸波器,其中X轴吸波器包括阵列排布的第一编码单元和第二编码单元,其中第一编码单元和第二编码单元沿着X轴的方向周期设置,且沿着Y轴为同一类型的第一编码单元或者第二编码单元;
设计Y轴吸波器,其中Y轴吸波器包括阵列排布的第一编码单元和第二编码单元,其中第一编码单元和第二编码单元沿着Y轴的方向周期设置,且沿着X轴为同一类型的第一编码单元或者第二编码单元;
其中第一编码单元的石墨烯的费米能级为0.2eV,第二编码单元的石墨烯的费米能级为0.4eV,基于X轴吸波器和/或Y轴吸波器采用栅格编码方式进行编码。
8.根据权利要求7所述的兼备太赫兹波吸收和反射功能的编码超表面的应用方法,其特征在于,当需要获取在x‑o‑z界面中存在与平面形成夹角的两束电磁波的太赫兹反射波束,选择栅格编码方式排布的X轴吸波器;当需要形成在y‑o‑z坐标平面中形成存在夹角的二分束波,选择栅格编码方式排布的Y轴吸波器;当需要偏转调控太赫兹反射波方位角,则周期数相同的不同的X轴吸波器或者Y轴吸波器;当需要调整太赫兹反射波的仰角夹角,则调整X轴吸波器或者Y轴吸波器的周期数。
9.一种兼备太赫兹波吸收和反射功能的编码超表面的应用方法,其特征在于,包括以下步骤:
设计XY吸波器,其中XY轴吸波器包括阵列排布的第一编码单元和第二编码单元,其中第一编码单元和第二编码单元沿着X轴的方向周期设置,且第一编码单元和第二编码单元也沿着Y轴的方向周期设置,其中第一编码单元的石墨烯的费米能级为0.2eV,第二编码单元的石墨烯的费米能级为0.4eV。
10.根据权利要求9所述的兼备太赫兹波吸收和反射功能的编码超表面的应用方法,其特征在于,当需要改变反射波束的仰角夹角和方位角,改变XY吸波器上X轴方向或者Y轴方向的周期数,且反射波束的仰角夹角和方位角同时改变,且某一方向上的周期数越增加其仰角夹角越靠近Z轴。