PMC边界手征负折射平板波导模式特性及场分布

从理论上分析了以理想磁导体(perfect magnetic conductor, PMC)为边界的手征负折射平板波导的模式特性及其磁场的具体分布. 利用PMC边界条件, 导出了手征负折射波导的色散方程和磁场各分量表达式. 通过波导的色散曲线发现, 当手征参数 κ>1时, 某些区域曲线出现下凹, 左旋圆极化(left circularly polarized, LCP)波的折射率为负值, 实现了负折射特性, 截止频率也不再是传播常数β=0所对应的频率. 根据传播常数β和k₊, k₋的关系, 将色散曲线分为3个区域, 给出了各区域一阶奇模和一阶偶模磁场的具体分布, 并与一般手征媒质平板波导的磁场分布作了比较. 结果发现, 切向分量场H_y,H_z 在上下边界处为零, 满足PMC边界条件. 而由于面磁流的存在, 法向分量H_x在边界处不为零.     

手征媒质平板波导的传播特性

在求解Ｍａｘｗｅｌ方程的基础上，分析了芯区为手征介质对称平板波导的色散特性。给出了两种色散方程并研究了该波导各模式截止频率与芯区手征导纳的关系。由于手征导纳的引入，同阶模式的截止频率分离，其中右旋椭圆偏振（ＨＲ）分支的截止频率随手征导纳的增大而增大，左旋椭圆偏振（ＨＬ）分支的截止频率则减小。当手征导纳大于某一值时，ＨＲ分支的截止频率为无穷大即此分支不再存在，只有ＨＬ分支传导，模式色散曲线与普通平板波导相似。此时，偶模截止频率为零的模式只有一个，即存在单模工作区。     

含色散特性的负折射材料的一维光子晶体偏振特性的研究

研究了一种含色散特性的负折射材料的一维光子晶体的缺陷模特性,分别研究了TE波和TM波的带隙结构,研究表明,两种模的带隙特性随入射角的变化而变化,高频部分的带隙变化很大,为色散特性的负折射材料在实际中的应用提供了理论指导.     

手征等离子体圆同轴波导色散方程的导出

应用纵向分量法导出了完全填充手征等离子体金属圆同轴线内横向场量与纵向场量之间的关系，给出了求解纵向场量的波动方程。利用电场边界条件，导出了手征等离子体金属圆同轴线的色散方程。     

任意曲线槽波导色散特性的网络分析

用阶梯近似和微波网络相结合的方法分析了具有任意槽形状的单槽和双槽波导的色散特性，提出了一种新的宽带槽波导定向耦合器的设计途径．所得数据与实验结果与用其他方法计算得的结果都吻合得较好，证实了本文方法的精确性、有效性和可靠性．     

手征铁氧体填充圆形波导特征方程的导出

在柱坐标系中导出手征铁氧体波导内横向场量与纵向场量之间的关系，利用波导壁上的电场边界条件，建立了手征铁氧体介质填充的圆波导传播常数的特征方程．     

测量手征媒质特性的一种新方法

常用的测量手征媒质特性的自由空间法和封闭结构法都有一些缺点。现提出采用金属介质波导（ＭＤＷ）的新方法。ＭＤＷ波导是一种过尺寸波导,但是,理论分析实验结果都表明,只要采用适当的ＴＥ１０－ＨＥ１１模转换器,ＭＤＷ波导中ＨＥ１１模的交叉极化电场分量很小,可看作是线极化。同时,ＭＤＷ波导是方形波导。因此,可以用它来测量手征媒质的极化旋转特性,与常规波导法相比,ＭＤＷ波导法的样品尺寸可大五倍以上,因而更能满     

用横向谐振等效网络法分析梯形槽波导的色散特性

用横向谐振等效网络法分析了梯形槽波导主模的色散和截止特性，迷对槽波导的设计，加工及应用具有重要价值。     

用直线法分析宽边耦合共面波导的色散特性

采用模式分离与直线法相结合,对对称型宽边耦合共面波导的色散特性进行了分析,发现在宽频带范围内其色散性较弱,因而为宽边耦合共面波导的三维微波集成电路中应用时在宽频带范围采用准静态法进行电路的分析设计提供了理论依据。     

负折射材料中电磁波的传播机理研究

该文从理论上研究了负折射材料表面的反射与透射特性,给出了归一化的反射透射功率与入射角之间的关系曲线.当入射波为垂直和（TE波）时,得到了发生负折射时的全内反射角随参数和材料折射率的变化关系.介质中的一个本征波透射到法线的另一侧,其功率流方向与传播的波矢方向相反.     

电磁波在芯层为负折射率媒质的介质波导中的传播

分析了电磁波在正负折射率媒质界面、两种负折射率媒质界面处的传播特性,并对负折射率媒质为芯层(波导层)的介质波导的传播规律进行了探讨.其结论对于丰富波导理论和进一步研究电磁波在负折射率媒质中的传播特性及微波毫米波相关器件的设计有着重要的意义.     

A novel approach to design microwave medium of negative refractive index and simulation verification

In this paper, a novel approach is presented to synthesize microwave medium of negative refractive index by incorporating metallic wire array with negative effective permittivity into the host media such as ferrimagnet-YIG （yttrium iron garnet） applied by external magnetic field whose permeability is negarive. We have designed the composite medium having negative refractive index in C/X band frequencies, analyzed and simulated its electromagnetic （EM） properties by use of EM EDA package based on time-domain finite integration method. The simulation results show that： ① the effective permittivity of the designed metallic wire array is negative in the frequency range from 7.02 GHz to 9.80 GHz; ② the permeability of YIG substrate immersed into an external magnetic field is negative in the frequency range from 5.22 GHz to 8.14 GHz; ③ EM wave can pass through the composite medium synthesized by the above designed metallic wire array and YIG substrate, and ④ the negative refraction behavior occurs on the interface between the composite medium and the normal material with positive refractive index in 7.51-8.13 GHz frequency range, in which the effective permitUvity of the metallic wire array and the permeability of YIG substrate are negative simultaneously. The full wave simulation has demonstrated that the effective refractive index of the designed composite medium is indeed negative and ascertained that the proposed approach to design microwave medium with negative refractive index is viable.     

聚合物波导折射率渐变型Spot-size converter设计

围绕光致折射率变化聚甲基苯基硅烷高分子光波导,设计了新型的折射率渐变型Spot-size converter,可有效改善光纤与光波导的端面耦合效率．BPM仿真计算显示,耦合效率由78％提高到91％,为器件制备提供了理论依据．     

频率对二维声子晶体平板负折射成像的影响

以二维钢/空气三角排列声子晶体为模型,利用多重散射方法分析声子晶体平板负折射成像过程中声波频率与等效负折射率、入射角的变化关系。研究结果表明:平板负折射成像与声波频率及波的入射角度密切相关;对不同的入射波频率,平板的等效负折射率不同,且随着频率增加,等效负折射率绝对值变小;对于确定的晶格结构,只有在确定的频率范围、确定的入射角范围内,才能发生明显的负折射现象;对于某一确定的入射波频率,平板负折射存在一个最大入射角,且随着入射声源频率的增加,这个最大入射角变小,入射波耦合进入声子晶体平板的信号减弱,进而影响像的强度和清晰度。     

介质波导色散特性的微波网络分析

用微波网络方法分析了多种介质波导的色散特性,给出了这些波导的有效介电常数。将所得结果与由实验和模匹配方法以及有限元方法所得数据进行比较,证实本方法不仅适用性强,而且有远离截止区（这往往是实际使用的工作区）计算结果精度较高,能够很好满足工程设计的实际需要,是一个简单而实用的工程分析方法。     

TM polarization characteristics on thermal radiation of a negative refractive index thin film

Thermal radiation TM polarization characteristics of a negative refractive index thin film was studied based on the transmit matrix method and Kirchhoff radiation law. The influence of the thin film parameters on the thermal radiation directional characteristics and spectral property were discussed. And the influence of the evanescent waves was also discussed. The results show that two factors play important roles in the thermal radiation of negative index thin film: one is the interference effect of the thin film structure to the electromagnetic waves; the other is the photon tunneling effect of the negative refractive index material, which was caused by the amplifying evanescent wave. These indicate that spectral and directional characteristics of the thermal emissivity can be modulated by modifying the structure and the physics parameters of the negative refraction index thin film. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50606003) and Aeronautic Science Foundation of China (Grant No. 2007ZA51006)     

非对称共面波导色散特性的时域多分辨分析

为分析非对称共面波导(ACPW)的色散特性,应用时域多分辨分析(MRTD)方法,采用完全匹配层(PML)吸收边界条件,对ACPW的特性阻抗进行计算,分析介质基片介电常数以及介质基片厚度对ACPW特性阻抗的影响,描绘ACPW特性阻抗随频率变化曲线.结果表明,该算法与传统的时域有限差分法(FDTD)具有良好的一致性,而计算时间缩短了近1/2.应用MRTD算法分析ACPW是有效的.     

大有效面积环型单模光纤的色散特性

针对两种大有效面积环型单模光纤模型,提出了计算其波导色散的一种新方法,详细分析了几何参数和光学参数对基模传输时波导色散特性的影响.研究结果发现,通过适当调整参数,在保持大的有效面积情况下可以获得较好的色散平坦特性.在1 500～1 620 nm范围内,设计了一个具有总色散小于0.07 ps/(nm·km),色散斜率小于0.004 ps/(nm2·km),同时有效面积大于113 μm2的色散平坦光纤.