超表面（metasurface）是指由亚波长尺度的人工结构单元组成的二维材料，它能够操控电磁波的相位、幅度和偏振等特性。相邻单元间的近场耦合是超表面设计中一个重要的物理机制。
**近场耦合的基本原理**：
1. **电磁相互作用**：在超表面上，单元通常以非常接近的距离排列。这些单元可以是谐振器、天线、刻蚀图案等。当它们的尺寸或间距小于工作波长时，它们之间的相互作用主要通过近场耦合来实现。近场是指距离非常近，远小于波长的区域。在这一区域内，电场和磁场以非传播、快速衰减的形式存在。
2. **耦合机制**：相邻单元之间可以通过多种方式进行耦合，包括电偶极子、电磁感应、磁偶极子等。耦合强度取决于单元之间的距离、几何形状和材料性质。
3. **影响因素**：超表面的设计需要考虑近场耦合作用，因为这种耦合会影响整体的响应特性，如共振频率、带宽和效率。耦合作用能增强或干涉单个单元的响应，进而影响整个超表面的功能。
**实际应用**：
- 通过精确设计单元之间的近场耦合，研究人员可以实现特定的电磁波操控，如异常反射、透射、聚焦、偏振转换等。
- 改变单元之间的间距和耦合强度，可以调节超表面的有效介电常数或磁导率，实现动态可调控的光学器件。
理解和利用相邻单元间的近场耦合是优化超表面设计、实现高效电磁波操控的关键。
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