幾種典型結(jié)構(gòu)超材料的偏振特性研究.pdf

1、超材料（Metamaterials）是近十多年出現(xiàn)的一種新型人工材料。它主要通過(guò)在自然媒介中嵌入人工設(shè)計(jì)的幾何結(jié)構(gòu)電磁單元來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種物理量的調(diào)制，從而獲得新奇的電磁特性，如負(fù)折射率、理想成像、逆多普勒效應(yīng)、反常切連科夫輻射效應(yīng)、非對(duì)稱傳輸、電磁誘導(dǎo)透明等?；谶@些電磁特性，超材料在很多領(lǐng)域具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值，可用來(lái)構(gòu)造隱身斗篷、吸波器件、隔離器、等離子體傳感器、偏振轉(zhuǎn)換器件等。本論文主要研究了三種典型結(jié)構(gòu)的超材料的偏振特性，主要工

2、作如下：
　　(1)對(duì)金屬螺旋超材料在微波段的偏振特性的研究。利用有限積分法對(duì)單螺旋、雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)超材料的透射譜進(jìn)行仿真研究，并開(kāi)展實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作。研究結(jié)果表明單螺旋和雙螺旋結(jié)構(gòu)具有良好的圓二向色性，而三螺旋結(jié)構(gòu)不具有圓二向色性。我們運(yùn)用了天線理論、瓊斯矩陣和時(shí)間反演對(duì)稱對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行了定性的理論解釋。此外，還提出了一種基于超材料均質(zhì)化方法的分析模型來(lái)計(jì)算單螺旋結(jié)構(gòu)的透射率。
　　(2)對(duì)雙層金屬開(kāi)口諧振環(huán)的偏振特性的研

3、究。通過(guò)引入外在手性，在斜入射條件下對(duì)雙層金屬開(kāi)口諧振環(huán)的透射譜進(jìn)行仿真研究。研究結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)具有巨大的圓極化相互轉(zhuǎn)換效率。我們主要通過(guò)結(jié)構(gòu)單元表面電流分布來(lái)分析其內(nèi)部的電磁共振，從而對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行定性的理論解釋。
　　(3)對(duì)非對(duì)稱十字形金屬孔陣列的偏振特性研究。在對(duì)稱十字形金屬孔的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變水平和垂直方向兩孔的相對(duì)位置，引入非對(duì)稱性來(lái)對(duì)其透射特性進(jìn)行仿真研究。研究結(jié)果表明引入非對(duì)稱性后，透射峰會(huì)發(fā)生分裂，形成紅移和藍(lán)移