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(fù)合結(jié)構(gòu)的新材料，其中負(fù)折射率超常材料既具有負(fù)的介電常數(shù)又有負(fù)的磁導(dǎo)率，由于其波矢、電場(chǎng)和磁場(chǎng)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(shí)驗(yàn)上，目前已經(jīng)能夠從微波段到紅外甚至光波段實(shí)現(xiàn)超常材料，這些在理論和實(shí)驗(yàn)上的最新進(jìn)展對(duì)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(dǎo)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(jī)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(dòng)特性。討論了高斯光束在空氣與負(fù)、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(dǎo)

3、率之間的關(guān)系，闡述了反射系數(shù)對(duì)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(dāng)電磁波進(jìn)入有損左手材料時(shí)，超常材料的損耗因素將導(dǎo)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(wú)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(qiáng)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(duì)于斜入射進(jìn)入有損超常材料的高斯