左手材料偏振特性的研究.pdf

1、左手材料是指同時具有負(fù)電容率和負(fù)磁導(dǎo)率的人工復(fù)合材料。電磁波在這樣的材料中傳播時，電場、磁場和波矢的方向成左手螺旋關(guān)系，所以這種材被稱為左手材料。左手材料具有許多獨(dú)特的電磁特性，其中最重要的是負(fù)折射，因此左手材料也被稱為負(fù)折射率材料。此外，左手材料還具有逆Doppler效應(yīng)、反常Cherenkov輻射等性質(zhì)。當(dāng)電磁波從右手材料入射到左手材料將會發(fā)生負(fù)折射，因此一塊左手材料平板可以作為透鏡聚焦點(diǎn)光源。左手材料平板透鏡可以放大消逝波(eva

2、nescent wave)，從而使近場消逝波可以達(dá)到像平面。因此左手材料平板構(gòu)成的透鏡可以突破傳統(tǒng)透鏡的衍射極限成超清晰像。左手材料和負(fù)折射現(xiàn)象，自2001年被實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)以來，已經(jīng)成為世界上物理、光學(xué)、材料、電子學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 本文首先研究了電磁波在左手材料表面處的反射和折射現(xiàn)象，研究了反射波和折射波的振幅、偏振、相位的特征。研究表明，根據(jù)電容率ε和磁導(dǎo)率μ取值，可以將左手材料分為兩類，它們具有不同的布儒斯特角，其反射波的偏

3、振特性明顯不同。對于電場垂直于入射面和平行于入射面情形，折射波的相位行為相同，但是在布儒斯特角兩側(cè)反射波的相位躍變表現(xiàn)不同的特征。本文還研究了εμ>1和εμ<1兩種左手材料對反射波的相位行為的影響，討論了折射波的相位特征，并對電磁波從真空投射到一般右手材料和投射到左手材料的情形進(jìn)行了比較。 然后本文研究了電磁波在左手材料表面處的反射強(qiáng)度和偏振度，研究表明，在左手材料表面，反射率不僅和入射角有關(guān)，還和電容率、磁導(dǎo)率有關(guān)。當(dāng)電容率與

4、磁導(dǎo)率取值互換時，R11和R()也互換。而且在磁導(dǎo)率相同的情況下，在兩類左手材料中，當(dāng)滿足μ>ε布儒斯特角隨折射率的增大而減??；當(dāng)滿足μ<ε布儒斯特角隨折射率的增大而增大。 最后本文對單軸各向異性左手材料的反射折射特性進(jìn)行了分析。研究表明電磁波在單軸各向異性左手材料表面處會發(fā)生入射角小于臨界角的全反射現(xiàn)象。除此之外，本文還討論了電磁波在單軸各向異性左手材料表面處以及兩種單軸各向異性左手材料界面處發(fā)生的偏振現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)其現(xiàn)象與右手材