文献综述
近年来,左手材料在理论和实验上都取得了突破,可以通过颗粒复合体系,分层单负材料,金属纳米线,压电压磁多层膜,各向异性材料和手征材料等方案实现负折射率材料,更重要的是在可见光波段内实现了左手材料。
手征材料是指一种材料经过平移、旋转等任意实空间操作均无法与其镜像物体相重合。这种材料最明显的特征是电磁场的交叉极化,即电场不仅能引起材料的电极化,也能引起材料的磁极化,而磁场不仅能引起材料的磁极化,也能引起材料的电极化,使得手征材料存在两种具有不同相速度的极化波,从而具有旋光效应,这些性质显然不同于普通的各相同性材料的物理性质。
目前超材料的研究有两个方向的发展趋势。首先,随着今年微纳米加工技术的发展,超材料的研究范围从微波波段进一步往高频发展。特别是对功能器件较少的太赫兹波段,超材料对THz波振幅、相位、偏振和传播可以进行灵活有效的调控,从而实现THz功能器件。因此,基于超材料的空间调制器、电调制器和超吸收体等方面的研究极大地推进了对THz波的调控和THz功能器件的发展。其次,超材料和新型功能材料的结合也催生出一些新的器件。例如二维纳米材料——石墨烯与超材料的结合进一步提高了吸收体、调制器和折射率可调器件等功能器件的性能,同时也为基于超材料的器件设计提供了新的思路。除了上述两方面,偏振态调控也是近年来超材料研究的热点。手性超材料不仅能有效调控超材料的偏振,更能为超材料带来独特的手性特征,从而扩大超材料在偏振和负折射率等方面的应用。
手征材料有着天然材料所不具备的超常物理性质。其中电磁特异材料具有巨大的调控光电信息潜力,新奇的物理现象和机制又使人们可以突破现有技术限制,开拓出崭新的应用前景。
研究手征材料的电磁特性又对未来的材料方面具有重要意义。电磁超材料作为一类新型的具有奇特性质的人工电磁材料,在电磁学研究领域掀起了一股新热潮。其在通信、导航、雷达、医学成像等领域有重要的应用前景,这也加速了电磁超材料的进展。由于电磁超材料具有调控光电信息的巨大潜力,因此超材料的制备、光学特性及其应用也成为了当前的研究热点。
本文主要研究的是含有色散的手征材料在复杂结构中的电磁特性,根据以前的研究成果,通过已知的一些电磁特性来进一步探索在复杂结构中的特性,并且在存在色散的情况下的特性。自然界的物质都是复杂的,不会是单一的简单结构,而且大部分都是存在色散的,因此,研究含有色散的手征材料在复杂结构中的电磁特性对于以后超材料在电磁领域的应用是十分重要的。
参考文献:
[1] 谢立云. 基于手征结构超材料电磁波极化调控的研究[D]. 华中师范大学, 2014.
[2] 黄慈. 人工手征特异介质的电磁性质研究[D]. 南京大学, 2012.
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