有損超常材料中高斯光束傳輸特性的研究.pdf

1、超常材料是一種人工復合結(jié)構(gòu)的新材料，其中負折射率超常材料既具有負的介電常數(shù)又有負的磁導率，由于其波矢、電場和磁場滿足左手關(guān)系也稱其為左手材料，且左手材料還具有人工可調(diào)節(jié)性。在實驗上，目前已經(jīng)能夠從微波段到紅外甚至光波段實現(xiàn)超常材料，這些在理論和實驗上的最新進展對材料、物理、電子、通信等領(lǐng)域產(chǎn)生了革命性的影響。本文的主要工作和取得的成果如下：
　　 第一，利用平面角譜理論推導了超常材料中傍軸光線模型以及垂直入射高斯光束的傳輸模型。

2、此外，還討論了有損常規(guī)材料中高斯光束的能量傳輸及波矢特性以及產(chǎn)生這些特性的內(nèi)在物理機制。
　　 第二，從平面角譜理論出發(fā)，建立了傍軸高斯光束在有損超常材料界面反射的傳輸模型，研究由相同頻率、波矢方向不同的平面波組成的斜入射高斯光束的角度移動特性。討論了高斯光束在空氣與負、近零、超大折射率超常材料分界面上反射光束角移現(xiàn)象，分析了橫向和縱向角移在極大和近零折射率情況下的變化情況，并且定量分析了反射光束的角移與超常材料的介電常數(shù)、磁導

3、率之間的關(guān)系，闡述了反射系數(shù)對反射光束角移的影響，找出了超常材料操控光束角移的規(guī)律。
　　 最后，研究了有損超常材料中斜入射的高斯光束的彎曲效應(yīng)。證明了當電磁波進入有損左手材料時，超常材料的損耗因素將導致坡印廷矢量和波矢之間存在一定的夾角，而不再像均勻無損超常材料那樣坡印廷矢量和波矢之間是平行關(guān)系，且夾角隨著損耗因素的增強而增大。根據(jù)平面角譜理論，頻率相同而波矢方向不同的平面電磁波組成了高斯光束，對于斜入射進入有損超常材料的高斯