一．文献综述与调研报告：(阐述课题研究的现状及发展趋势，本课题研究的意义和价值、参考文献)
电磁特异介质是由人工原子组成的人工材料，并且可由人工设计和调控，能够引起电场与磁场的交叉耦合，在过去的的二十年中，它不仅吸引了大量科学工作者的研究兴趣，也改变了人们之前对电磁波理论的一些理解。电磁特异介质的的概念源自于负折射率材料，但是它却给人们搭建起了一个自由调控电磁波的宽广平台，其手征特性(手征参数)为进一步调节其电磁响应提供了更多的途径。电磁特异材料作为一类新型的具有奇特性质的人工电磁材料，在通信、导航、雷达、医学成像等领域有重要的应用前景，这也加速了电磁特异材料的进展。由于电磁特异材料具有调控光电信息的巨大潜力，因此特异材料的制备、光学特性及其应用成为了当前的研究热点，在电磁防护和电磁兼容等方面具有广阔的应用前景和重要的研究价值[1]。
手征结构是指一种物体具有通过平移、转动等随意变换均无法与其镜像重合的结构。在光学中，手征性主要体现在旋光性(Optical Activity)上，这一性质也称之为光学活性，这种特性是手征结构表面等离子体共振所表现出的结果，平面电磁波通过由手征分子构成的介质后，电磁波的偏正面就会发生旋转[2]。在特异材料制备方面，利用手征结构设计也能实现材料的双负特性，我们称手征结构的人工电磁材料为手征材料(Chiral Metamaterial，CMM)。
电磁场的交叉极化是手征材料最明显特征，电场既能够激发CMM的电极化，也能够激发CMM的磁极化，同样的，磁场既能激发CMM的磁极化，也能够激发CMM的电极化，使得电磁波通过CMM后具有不同相速度的极化波：左旋圆极化波(Left Circular Polarization LCP)和右旋圆极化波(RightCircular Polarization RCP)，即产生很强的旋光性，并且在一定条件下实现负折射率或零折射率。手征材料应用的研究也得到了不少进展，例如，Rogacheva[4]等人提出的双层圆花饰状结构，在微波频段下观察到了极化面旋转的现象，光学活性得到了验证；Gansel[5]等人设计了一种金属螺旋结构的手征材料，该材料能够将线极化入射波转换为右旋圆极化波。因此，利用CMM的特性对电磁波极化进行调控也得到了应用，此外，负折射率CMM的在吸波器、电磁波隐身、高性能指向天线等方面也具有广阔的应用前景。
近年来，由于特异材料上的研究进展，出现了一系列运用人工电磁超材料调控电磁波传播的功能器件，包括非对称电磁波传输器件、可调节电磁波吸波结构、电磁波极化调制器件，这些器件运用人工超材料的特殊物理特性和参数可设计性，具有全新的功能和优势，有效提高了对电磁波的调控能力，具有实际应用前景。Zheludev N I等首先采用超材料实现了对圆极化电磁波不对称传输的原型器件[3]；利用人工超材料的参数可设计性，可以设计材料的等效介电常数和磁导率得到等效波阻抗与空气匹配的人工超材料．由于阻抗匹配，当电磁波照射到这种材料上时反射会很小，绝大部分能量会被材料吸收，因此可以用来制作吸波结构[6]；结构的反射系数(包括幅度和相位)随偏置电压逐渐改变的关系，并且极化选择性吸收结构同时具有极化调制功能[7]。应用人工特异材料的特殊物理特性，可开发出一系列电磁波调控新器件，进而发展了电磁波操控的新方法，这些成果都具有实际应用的前景。
然而由于负折射材料必然色散，这使得在诸多现象和研究中必须考虑色散修正的问题，因此研究手征特异材料中的电磁波传输特性，也是为了更好理解色散问题。法拉第磁光效应在光通信和数据存储等方面重要的应用价值，进一步推动了对磁光效应物理机制深入的研究和对新型磁光材料的探索。磁光介质和电介质周期性排列构成的磁光多层膜具有法拉第磁光效应的增强特性。本文思路是提出理论模型，利用转移矩阵的方法，获得圆极化波的透射系数及法拉第旋转极化角，通过数值模拟的方法，研究结构的传输特性及法拉第旋转效应，从而研究出入射波的极化态、入射角、及手征材料的色散特性对特异材料反射和透射的影响，从而为电磁波极化特性的调控开辟新的思路。
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]丁鲲. 电磁特异介质的若干理论问题研究[D].复旦大学,2013.
[3]金飚兵, 冯一军, 伍瑞新. 人工电磁超材料的电磁波调控特性[J]. 南京大学学报(自然科学),2014, 50(3)
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