新型人工電磁材料的人工手性及非對稱傳輸研究.pdf

1、手性人工電磁材料（Chiral Metamaterials）具有很多誘人的電磁特性，例如負折射、旋光性、圓二色性以及非對稱傳輸特性。由于能靈活地操縱電磁波的偏振狀態(tài)，這些手性人工電磁材料成為了人們的關(guān)注目標。近年來，新型人工電磁材料的人工手性特性被用來調(diào)控波的偏振狀態(tài)，從而實現(xiàn)了許多功能，比如圓偏振片、線偏振片、偏振旋轉(zhuǎn)器、偏振濾波器以及非對稱傳輸器件。當新型人工電磁材料同時具有二維手性和各向異性的特征時，其將會顯示出非對稱傳輸現(xiàn)象，這

2、是三維手性人工電磁材料所不具有的特性。本論文針對新型人工電磁材料的人工手性及其特性開展研究，重點探索多頻帶的非對稱傳輸現(xiàn)象，開展相關(guān)的理論與實驗研究工作，并研究新型人工電磁材料的內(nèi)在耦合效應對電磁波偏振態(tài)的調(diào)控，具體研究內(nèi)容：
　　1．利用雙層分裂環(huán)構(gòu)建新型人工電磁材料，層間的結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)角導致強的手性，進而控制線偏振光透過該材料后的偏振旋轉(zhuǎn)角。此結(jié)構(gòu)具有較高的透射率，且透射光的偏振旋轉(zhuǎn)角和結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角幾乎相等，這為設(shè)計新型偏振功能器

3、件提供了一個新的思路。
　　2．基于線偏振非對稱傳輸?shù)睦碚?，理論上設(shè)計了一種紅外光波段、雙帶非對稱傳輸器件，在兩個不同的波段能夠?qū)崿F(xiàn)正交偏振光的互轉(zhuǎn)換，具有雙帶非對稱傳輸?shù)奶匦??？偨Y(jié)了幾何參數(shù)對器件性能的影響。對諧振模的場圖進行分析，證實了雙帶非對稱傳輸?shù)臋C理，同軸C形結(jié)構(gòu)和離軸C形結(jié)構(gòu)在雙帶非對稱傳輸現(xiàn)象中發(fā)揮著不同的作用。
　　3．對微波段的線偏振非對稱傳輸器件進行了優(yōu)化設(shè)計。通過改變幾何參量可以調(diào)節(jié)該器件的諧振頻率和非