異向介質(zhì)在極化二色性和電子誘導(dǎo)輻射等方面的應(yīng)用研究.pdf

1、過(guò)去十幾年里，異向介質(zhì)（Metamaterials）成為了電磁學(xué)、光學(xué)、凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。異向介質(zhì)是由亞波長(zhǎng)金屬或介質(zhì)單元結(jié)構(gòu)排列而成的周期性結(jié)構(gòu)，它通過(guò)設(shè)計(jì)人工結(jié)構(gòu)的電磁響應(yīng)來(lái)獲得與眾不同的特殊電磁特性，包括負(fù)折射特性、完美成像特性等。在異向介質(zhì)諸多特性中，極化控制能力是其極為突出的一個(gè)性能。其極化選擇特性依賴于單元結(jié)構(gòu)對(duì)稱性的設(shè)計(jì)，通過(guò)改變結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性群，可以實(shí)現(xiàn)諸如各向異性、手征特性和雙各向異性等自然界材

2、料難以實(shí)現(xiàn)的特殊功能。針對(duì)微型化極化控制器件和電磁波近場(chǎng)信息控制方面的難題，開(kāi)展了異向介質(zhì)在極化二色性和電子誘導(dǎo)輻射等方面的系統(tǒng)性研究，取得了極化二色性反射鏡、電子誘導(dǎo)輻射極化控制器等一系列成果，具有指導(dǎo)新型光學(xué)極化控制器件設(shè)計(jì)的重要意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴異向介質(zhì)電磁響應(yīng)的表征和設(shè)計(jì)方法研究。我們總結(jié)和歸納了異向介質(zhì)電磁響應(yīng)的表征方法，包括等效參數(shù)提取法、傳輸線等效電路模型法、轉(zhuǎn)移矩陣法和對(duì)稱性分析法，并對(duì)各個(gè)方法的優(yōu)

3、缺點(diǎn)和適用情況進(jìn)行討論。這章內(nèi)容為后續(xù)章節(jié)奠定理論基礎(chǔ)。⑵異向介質(zhì)在極化二色性方面的應(yīng)用研究。這部分包含兩部分內(nèi)容：一是分析異向介質(zhì)的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，提出了圓極化二色性反射鏡的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了兩款異向介質(zhì)反射鏡，能夠?qū)崿F(xiàn)圓偏振光的選擇性吸收。二是討論石墨烯新型二維材料的電磁特性，研究基于石墨烯的極化二色性異向介質(zhì)，設(shè)計(jì)了基于石墨烯的異向介質(zhì)吸波材料，其工作頻率可以通過(guò)改變石墨烯費(fèi)米能級(jí)得以調(diào)制。⑶異向介質(zhì)在電子誘導(dǎo)輻射方面的應(yīng)用研究。這部分