左手材料中圓偏振光束的反常旋轉(zhuǎn)特性研究.pdf

1、左手材料是一類人工復(fù)合材料，其特點(diǎn)是材料的介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ在一定頻段同時為負(fù)值。1968年，前蘇聯(lián)物理學(xué)家Veselago根據(jù)麥克斯韋方程組的卷積形式，大膽預(yù)測了電磁波在介電常數(shù)和磁導(dǎo)率同時為負(fù)的情況下，其能量的傳輸方向和波的相位傳輸方向相反。Veselago將這種材料命名為“左手材料”。該材料一經(jīng)提出，便引起了廣泛的關(guān)注，并且在人們對其特性進(jìn)行研究之后，發(fā)現(xiàn)它在天線、雷達(dá)、電磁波隱形和衛(wèi)星通信等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。一時間，關(guān)于

2、左手材料的探索成為了研究熱點(diǎn)。本文著重研究左手材料中圓偏振光束的傳輸特性，取得了如下成果：
　　 第一：根據(jù)Whittaker勢場理論給出了圓偏振光束的相應(yīng)表達(dá)式，以此出發(fā)利用麥克斯韋方程組的基本規(guī)律建立了光束在自由空間的傳播模型，得到了光束在自由空間傳播時的矢量場分布?；诖四Ｐ?，研究了圓偏振光束在左手材料中的反常旋轉(zhuǎn)特性。
　　 第二：通過對光束在右手材料和左手材料中旋轉(zhuǎn)特性的比較，發(fā)現(xiàn)了左手材料中光束因偏振態(tài)、矢量

3、結(jié)構(gòu)和衍射的不同而表現(xiàn)出的反常旋轉(zhuǎn)特性。指出了光束分別在右手材料和左手材料中傳輸時：偏振態(tài)對強(qiáng)度質(zhì)心偏移方向的影響恰好相反；矢量結(jié)構(gòu)的改變，對強(qiáng)度質(zhì)心偏移趨勢的影響恰好相反；衍射對強(qiáng)度質(zhì)心旋轉(zhuǎn)方向的影響恰好相反。通過對光束強(qiáng)度質(zhì)心的分析，發(fā)現(xiàn)了其旋轉(zhuǎn)角等于古伊相。發(fā)現(xiàn)隨著傳輸?shù)倪M(jìn)行，這種光束的旋轉(zhuǎn)速度趨緩，最終旋轉(zhuǎn)速度將趨于零。
　　 第三：為了深入了解左手材料中光束產(chǎn)生反常旋轉(zhuǎn)特性的主要原因，我們進(jìn)一步分析了光束的自旋流和軌道