超宽带透射可编程超表面实现近场全息成像与远场轨道角动量生成的多功能电磁调控

为解决传统可编程超表面带宽窄、功能单一的问题，来自国内的研究团队创新设计了基于蝶形结构的超宽带(UWB)透射可编程超表面。该器件在15.77-28.59 GHz频段（Ku/Ka波段）实现57.7%的分数带宽，插入损耗<1 dB，稳定180°相位差，成功演示了近场全息成像与远场轨道角动量(OAM)波束生成，为多功能电磁调控开辟了新途径。

　　

这项突破性研究展示了一种革命性的蝶形结构超宽带透射可编程超表面。通过精妙设计双PIN二极管调控单元，该器件在Ku至Ka波段(15.77-28.59 GHz)展现出令人惊艳的57.7%超宽频带性能，同时保持<1 dB的超低插入损耗和稳定的180°相位差。研究人员构建的智能超表面系统犹如"电磁魔术师"，在低频段(Ku波段)可进行毫米级精度的近场全息成像，而在高频段(Ka波段)则能生成纯度极高的轨道角动量(OAM)涡旋波束。这种"一材多用"的创新设计，成功打破了传统超表面带宽受限、功能单一的桎梏，为下一代雷达探测、无线通信和光谱成像系统提供了全新的硬件平台。特别值得注意的是，该技术实现了从近场到远场的全空间电磁调控能力，其超宽频带特性更使得多频段协同工作成为可能，这在整个电磁超材料领域具有里程碑意义。