基于分數(shù)階LSSP的環(huán)形電橋?qū)崿F(xiàn)同相和反相的功率分配

目前，研究人員基于人工局域表面等離激元（LSSP）發(fā)展了傳感器、帶通濾波器、隱身斗篷、天線、渦旋波束發(fā)射器、平面波導(dǎo)、隔離器、環(huán)形器、定向耦合器、斯格明子發(fā)生器等微波功能器件。近日，北京大學(xué)劉濮鯤教授-杜朝海研究員團隊提出基于分數(shù)階LSSP的環(huán)形電橋，它可以實現(xiàn)同相和反相的功率分配。得益于LSSP亞波長壓縮和局域場增強的特性，相比于傳統(tǒng)的環(huán)形電橋，它具有體積小的優(yōu)勢。

結(jié)構(gòu)示意圖 它是一個四端口元件，由一個圓光柵和四個間隔60°的磁耦合器組成。目前，激勵LSSP的方法有單極天線、平面波、人工表面等離激元（SSP）、微帶線和磁耦合器等，本文采用磁耦合器激勵LSSP（Opt. Express 29, 25189-25201 (2021)）。與其它LSSP功能器件不同，環(huán)形電橋基于分數(shù)階LSSP工作，TE4.5,1和TE7.5,1。

1.端口輸入仿真結(jié)果 當(dāng)1端口輸入微波信號時，2端口和4端口輸出等幅反相（180°）信號，3端口成為隔離端口，沒有信號輸出。

2.端口輸入仿真結(jié)果 當(dāng)2端口輸入微波信號時，1端口和3端口輸出等幅同相（0°）信號，4端口成為隔離端口，沒有信號輸出。

實驗結(jié)果 團隊在微波頻段開展實驗，實驗結(jié)果和仿真結(jié)果很好吻合。

任意分數(shù)階LSSP的激勵 通過調(diào)節(jié)磁耦合器之間的電長度，可以實現(xiàn)任意分數(shù)階LSSP的個性化定制。如圖所示，TE3.5,1-TE8.5,1的所有分數(shù)階LSSP被成功激勵，基于這些模式，環(huán)形電橋都可以正常工作。作為一種新型的微波功能器件，基于分數(shù)階LSSP的環(huán)形電橋拓展了LSSP的應(yīng)用，豐富了LSSP的拓撲性質(zhì)。 研究工作以“Fractional-Order Localized Spoof Surface Plasmons for In-Phase or Out-of-Phase Power Division”（用于同相和反相功率分配的分數(shù)階人工局域表面等離激元）為題，發(fā)表在Wiley出版社旗下期刊《Advanced Theory and Simulations》（影響因子：4.1）。

審核編輯：郭婷