近日，物理学院电磁工程实验室杨河林教授课题组在电磁超表面研究中取得新进展。相关成果以“A Single-Layer Spin-Multiplexed Metasurface for Chameleon-Like Electromagnetic Camouflage and Low Detectability”和“Visibly Transparent Tunable Water- Based Metamaterial for Microwave-Infrared Camouflage”为题分别发表在国际权威期刊《Laser & Photonics Reviews》和《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques》，论文第一作者分别是2024级博士研究生周小锋和2022级博士研究生李尚儒，杨河林教授为论文通讯作者，必一运动B-sports官方网站为论文第一完成单位。

1、仿生动态调控超表面研究

超表面作为动态电磁伪装领域的前沿研究，其技术突破面临双重挑战：如何实现环境自适应的电磁特性调控，以及如何降低系统复杂性与能耗。为此，课题组利用热元素与超表面相结合，仿照变色龙的变色伪装机制，设计了反射幅度重构式类变色龙超表面，如图1所示。在反射幅度可重构类变色龙超表面的研究中，研究团队提出双相位协同调控机制：通过几何相位与传播相位的矢量叠加，在宽频带内实现左/右旋圆极化波的2π相位全覆盖。基于布拉格散射条件和天线阵列理论，使得超表面具有逆反射和波束散射的功能。为实现动态伪装功能，在超表面单元上加载温敏电阻，使其逆反射波的幅度连续可调，满足电磁诱骗式伪装和低可探测的要求。实验测试的结果与仿真结果高度吻合，验证了课题组提出的"相位-幅度"解耦调控方法的有效性，也为后续相关研究奠定了基础。

反射幅度重构式类变色龙超表面工作原理及测试结果

2、雷达波与红外兼容隐身水基超表面研究

本研究创新性地提出一种透明可调谐水基超材料（Transparent Tunable Water-based Metamaterial, TTWM），通过其独特的动态流体调控机制实现可见光-红外-微波多谱段兼容伪装。TTWM的原理示意图如图2所示，该结构基于水基介质的介电可重构特性，利用微流控技术实现TE、TM极化下6.0-34.9 GHz宽频吸波与10.7-28.2 GHz反射状态之间的功能切换。材料在3-14 µm红外波段呈现低发射率（~0.25），显著低于传统金属基伪装材料（>0.8），同时在400-800 nm可见光谱范围内平均透光率达62%（ASTM D1003标准），兼具广角稳定性、偏振不敏感性与优良的热稳定性。通过数值仿真与测试系统验证，电磁响应特性与理论设计高度吻合，证实其在动态多光谱伪装、智能电磁屏蔽及自适应光学窗口等领域的工程化应用潜力。

多光谱兼容隐身超材料的原理示意图及结果

上述研究工作得到中央高校基本科研业务费项目（No. CCNU24CG004 ）、国家自然科学基金项目（62301229）和湖北省重点研发项目（2023BAB061）的资助。

论文详见：

https://doi.org/10.1002/lpor.202402051；

https://doi.org/10.1109/TMTT.2025.3554841.

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通讯员｜付　洋

责　编｜孟晨轩

审　校｜王　东