负折射率介质中能流传输研究

研究了平面电磁波从各向同性且均匀的右手介质(ε(ω)>0,μ(ω)>0)透射到各向同性且均匀色散的左手介质中(ε(ω)<0,μ(ω)<0)的传播规律.通过场和坡印亭矢量的表达式,计算了坡印亭矢量对时间的平均值.从能流的角度,证明了电磁波从右手介质进入左手介质中时电磁波是以负角度折射的,并进一步推算了在Drude介质中的群速度,证实了群速度vg(ω)>0.     

左手介质组成的完美透镜的两种不同的理论分析

在分析了两种不同的左手介质组成的基础上，根据电磁理论，从传统透镜的理论缺陷入手，利用传统光学性质和传输线理论两种不同的方法来分析，利用倏逝波在左手介质中被放大的性质，解析地研究由左手介质组成的完美透镜以及完美透镜成像的原理．     

负折射率材料及其在THz频段的应用研究

负折射率材料是一种重要的新型人工合成材料,其主要特征是介电常数和磁导率都小于零,本文介绍了负折射率材料的物理机理及其在微波波段基础研究的最新进展,并对在THz频段的研究前景进行了分析。     

二维准晶结构排列树枝状单元左手材料的电磁响应行为

提出了一种以二维准周期晶格分布树枝结构负磁导率材料模型, 研究了电磁波以不同角度入射于周期和准晶分布的树枝状结构负磁导率材料及其与金属丝阵列组合的左手材料的微波透射及反射行为. 结果表明, 以准晶分布的负磁导率材料以及左手材料的谐振峰随微波入射角度变化的影响较小, 并且准晶分布树枝单元间耦合模式的改变, 能增强或减弱整体的谐振特性, 为实现各向同性左手材料提供了新的途径.     

量子隧穿时间与脉冲传播的负时延

为了计算粒子隧穿通常认为是禁区的势垒的时间,应考虑波包的传输。这被许多科学家(如MacColl、Wigner、Hartman、Büttikar等)讨论过。按照Hartman的解析表达式,隧穿时间是非零的正值;而对于较厚的势垒,传输时间与垒厚无关。这为粒子的超光速运动提供了理论上的可能性。1960年L.Brillouin讨论了色散媒质中的光传播,结果认为信号速度vs与群速vg并无不同,除非在反常色散区。vg可以比真空中光速大(vgc),甚至变为负值(vg0)。这样就使人们对波传播中的负时延产生了兴趣。但Brillouin说"负群速(NGV)没有物理意义",现在我们知道这样讲是错误的。本文着重研究了负群速特征(NGVF);首先指出存在两种情况:空间中的反向运动和对时间的反向运动。指出在波动力学中波速度(例如vp、vg)是标量,故NGV的含义并非仅为"运动方向反了过来"。其次指出NGV波是超前波,它不仅比真空中光速c快,而且快到在完全进入媒质前就离开了媒质。电磁脉冲可以作时间超前运动是一种负性运动。这种现象对物理学家而言很重要,因为他们想知道究竟发生了什么。最后给出了我们使用互补类Ω结构(COLS)构成的左手传输线的微波脉冲传输特性的实验研究。在(5.6~6.1)GHz形成阻带,其中状态为反常色散。获得了NGV特征,即脉冲超前传播——输入脉冲峰进入样品前输出脉冲峰即在出口浮现。获得了负群速,vg=(-0.13 c)~(-1.85 c)。     

左手介质涂层平板镜像波导的快波与慢波模式

对左手介质涂层平板镜像波导的快波与慢波模式特性进行了分析与推导,得到了TE模和TM模的特征方程,并对该方程式进行了数值计算,描绘出它们的色散特性曲线,并与常规介质平板镜像波导的模式进行了比较,得出左手介质平板镜像波导模式的一些反常特性．     

左手材料SRR在手机辐射防护中的作用

通过建立开口环状谐振器(SRR)手机与人体相互作用系统的数值仿真模型,应用时域有限差分法计算人体内辐射剂量的比吸收率(SAR)值,并由天线方向性图分析SRR对手机通信质量的影响,研究了左手材料SRR对减少手机电磁辐射的防护效果.结果表明,在手机中置入SRR后,每克和每10克人体生物组织的平均SAR峰值降幅在50%以上,而辐射场强度最大降幅不超出10 dB.说明使用左手材料SRR可以明显降低手机对人体造成的辐射危害,对手机通信性能的影响在可接受的范围内.     

光子晶体介电常数和波导宽度对负折射现象的频率的影响

为研究光子晶体中的负折射情况,利用时域有限差分法（FDTD）并通过模拟仿真观察了光在左手材料光子晶体中的负折射现象。以硅的圆形介质柱组成的二维六边形排列结构的光子晶体为例,分析了介电常数和波导宽度的变化对负折射现象的频率范围的影响。仿真结果显示：相对介电常数不宜过大,波导宽度根据频率选择的需要可采在0.2~0.5 a范围内选取,从而为制作具有负折射现象的宽带宽光子晶体提供参考。     

全向左手材料树枝模型及其通带的可调谐性

通过理论分析,论证了左手材料树枝模型具有二维全向性,并且在电场和磁场激励下分别表现出电响应和磁响应行为。实验研究了将电流变液填充到周期排列的树枝状左手材料阵列空隙中对其透射通带的影响。结果表明,树枝状左手材料的透射通带随着电流变液的注入向低频移动,由8.50-10.60GHz移动到了7.16—8.39GHz频段处;当对电流变液施加666V／mm直流外加电场时,透射通带继续移动到7.08—8.30GHz的低频处。     

左手损耗介质电磁参量的表示方法

作为研究损耗性左手材料的电磁特性的第一步是要解决其电磁参量的表达方式的问题.为此,分别利用复有效介电常数与复有效磁导率来表示左手介质的损耗特性,利用介质的电导率来表示左手介质的损耗特性这两种方法,推导出有损耗的左手介质的复波数、复波阻抗和复折射率的表达式,并将其与右手介质的表达式进行了比较.研究结果发现,损耗性左手介质的各电磁参量表达式均为复数形式;除了复波阻抗外,其它电磁参量的虚部均为正值,实部均为负值.最后推导出了两种表达方式之间的关系表达式.希望该研究结果可为左手损耗材料及相关问题如含有左手损耗材料的微波吸波体研究等提供有益的参考.