一個基于金屬超材料的微波段變換光學(xué)器件研制.pdf

1、電磁超材料因為具備自然界中天然材料所不具備的特殊性質(zhì),已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一個新興的、多學(xué)科領(lǐng)域交叉的研究內(nèi)容,關(guān)于超材料的理論研究和實驗表征都已經(jīng)成為近年來各國研究學(xué)者探究的熱點之一。在過去的研究中,超材料的人工磁性和負折射率性質(zhì)已經(jīng)被證明是有別于天然界自然材料的兩種特殊行為類型,在不斷拓展科學(xué)研究的視野后,研究表明可以通過調(diào)節(jié)各種層次的有序結(jié)構(gòu)從而實現(xiàn)對電磁物理量的控制,電磁超材料被發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)出越來越多的性質(zhì)和可應(yīng)用特性?；诔牧系淖儞Q

2、光學(xué)近年來已經(jīng)逐漸發(fā)展成為光學(xué)與材料學(xué)的一個重要分支。變換光學(xué)是利用坐標(biāo)變換設(shè)計任意調(diào)控光行走的光學(xué)介質(zhì)的理論,其核心思想是通過控制折射率的連續(xù)分布對光子的傳播進行無界面反射的調(diào)控。本論文對一個基于金屬超材料的微波段變換光學(xué)器件進行研究和分析,主要安排如下:
　　第一章,課題的研究背景及國內(nèi)外研究進展。簡單介紹超材料和變換光學(xué)的背景和發(fā)展,以及完美透鏡、近零折射率材料的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀。
　　第二章,我們介紹了本論文實驗表征所

3、基于的波導(dǎo)管原理,并著重分析了TE10模式下反射系數(shù)和透射系數(shù)的推導(dǎo)過程,還介紹了本論文仿真模擬所運用的有限時域差分算法和有限元分析方法。
　　第三章,通常在設(shè)計隨空間位置變化的近零參數(shù)的變換光學(xué)器件時,采用數(shù)值仿真多種尺度變化的超材料結(jié)構(gòu)單元的做法,根據(jù)反演算出的等效電磁參數(shù)來進行器件設(shè)計,實際上并未在實驗上對這些超材料結(jié)構(gòu)單元的所有變化尺度的樣品進行實驗表征,本章節(jié)中主要對不同物理尺度的H分形基本結(jié)構(gòu)單元的微波超材料樣品進行逐