一個(gè)基于金屬超材料的微波段變換光學(xué)器件研制.pdf

1、電磁超材料因?yàn)榫邆渥匀唤缰刑烊徊牧纤痪邆涞奶厥庑再|(zhì),已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一個(gè)新興的、多學(xué)科領(lǐng)域交叉的研究?jī)?nèi)容,關(guān)于超材料的理論研究和實(shí)驗(yàn)表征都已經(jīng)成為近年來各國(guó)研究學(xué)者探究的熱點(diǎn)之一。在過去的研究中,超材料的人工磁性和負(fù)折射率性質(zhì)已經(jīng)被證明是有別于天然界自然材料的兩種特殊行為類型,在不斷拓展科學(xué)研究的視野后,研究表明可以通過調(diào)節(jié)各種層次的有序結(jié)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁物理量的控制,電磁超材料被發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)出越來越多的性質(zhì)和可應(yīng)用特性?；诔牧系淖儞Q

2、光學(xué)近年來已經(jīng)逐漸發(fā)展成為光學(xué)與材料學(xué)的一個(gè)重要分支。變換光學(xué)是利用坐標(biāo)變換設(shè)計(jì)任意調(diào)控光行走的光學(xué)介質(zhì)的理論,其核心思想是通過控制折射率的連續(xù)分布對(duì)光子的傳播進(jìn)行無界面反射的調(diào)控。本論文對(duì)一個(gè)基于金屬超材料的微波段變換光學(xué)器件進(jìn)行研究和分析,主要安排如下:
　　第一章,課題的研究背景及國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展。簡(jiǎn)單介紹超材料和變換光學(xué)的背景和發(fā)展,以及完美透鏡、近零折射率材料的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀。
　　第二章,我們介紹了本論文實(shí)驗(yàn)表征所

3、基于的波導(dǎo)管原理,并著重分析了TE10模式下反射系數(shù)和透射系數(shù)的推導(dǎo)過程,還介紹了本論文仿真模擬所運(yùn)用的有限時(shí)域差分算法和有限元分析方法。
　　第三章,通常在設(shè)計(jì)隨空間位置變化的近零參數(shù)的變換光學(xué)器件時(shí),采用數(shù)值仿真多種尺度變化的超材料結(jié)構(gòu)單元的做法,根據(jù)反演算出的等效電磁參數(shù)來進(jìn)行器件設(shè)計(jì),實(shí)際上并未在實(shí)驗(yàn)上對(duì)這些超材料結(jié)構(gòu)單元的所有變化尺度的樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)表征,本章節(jié)中主要對(duì)不同物理尺度的H分形基本結(jié)構(gòu)單元的微波超材料樣品進(jìn)行逐