左手材料电磁特性地研究.pdf

左手材料也磁特性的研究 中文摘要 在含有左手材料的周期性光子晶体中，除存在零平均折射率的全方位反射带隙外， 还可以形成布拉格带隙的全方位反射。本论文研究了由左手材料与右手材料构成的 Fibonacci准周期结构光子晶体的全方位反射特性。根据色散关系并应用传输矩阵的 方法，我们讨论了在准周期结构光子晶体中是否存在非零平均折射率全方位反射的问 题。研究结果表明，在给定的某个入射频率下，准周期结构光子晶体也可以实现全方 位(对所有的入射角以及横电场和横磁场)反射。材料的介电常数与磁导率的相对比 值对能否形成全方位反射带隙有很大的影响。 目前，大部分的理论模型都是将左手材料视为各向同性材料，但在实验中制成的 左手材料是各向异性的。因此，研究各向异性左手材料的特性具有重要的意义。事实 上，由于材料本身的各向异性，使其表现出完全不同于各向同性左手材料的特性。例 如，在右手材料和单轴各向异性左手材料的界面上反射和折射的反常(全反射的发生 条件是入射角小于而不是大于临界角)、非布儒斯特角的全斜透射等等。本论文着重 研究了高斯光束在各向异性左手材料中的传播及光束的移动特征。我们通过麦克斯韦 方程组并结合边界条件，计算了光束的移动。结果表明，材料自身的各向异性，使得 高斯光束的偏移出现了两种可能。当界面在X—Y平面时，光束移动为正值；而当界 面为y—z平面时，光束移动为负值。这个结论明显不同于各向同性左手材料的结果。 另外，我们利用波矢图对我们的计算结果进行了理论分析，并给出其物理解释。 关键词：负折射率、左手材料、有效介质近似、磁光效应、传输矩阵方法、高斯光束a 作 者：笪海霞 导师：李振亚、许晨 Il 垄呈型型皇堡茔丝塑堡塞 茎兰塑墨 Abstract in causedconcernthe left-handedmaterialhas Anovelofmaterialcalled great type and electromagnetic- fieldsofsolidstate science，opticsapplied physics，material and isa with permittivity Left—handedmaterial simultaneouslynegative composite refractive itleft-handed material，i-e·， material，or permeability．We，therefore，call negative ofthiskindofmaterialin tothe realization