左手材料的反射特性与负折射率行为3.pdfVIP

第 54 卷 第 12 期 2005 年 12 月 物 　理 　学 　报 Vol. 54 ,No. 12 ,December ,2005 ( ) 10003290200554 12 568305 ACTA PHYSICA SINICA 2005 Chin. Phys. Soc. 左手材料的反射特性与负折射率行为 郑 　晴 　赵晓鹏 　付全红 　赵 　乾 　康 　雷 　李明明 ( 西北工业大学电流变技术研究所 ,西安　710072) ( ) 2005 年 2 月4 日收到;2005 年 6 月 17 日收到修改稿 　　利用平板波导法研究了不同入射角度下周期排列开口谐振环负磁导率材料、周期排列金属杆负介电常数材料 以及左手材料微波反射特性,并利用劈尖法研究了左手材料的负折射特性. 实验结果表明 :负磁导率材料反射率曲 线形成反射峰 ,其对应的反射峰频率与材料的谐振频率一致 ;负介电常数材料反射率接近 0 dB ;左手材料出现单个 反射较小的反射峰 ,其峰值反射率随入射角度的增大而变大 , 即反射能力增强 ,且反射峰与透射峰有相对频移. 劈 尖法测量还表明 ,左手材料在 9800 MHz 频率附近出现负折射现象 ,其折射率 n 为 - 0796. 关键词 : 左手材料 , 反射 , 负折射率 PACC : 4270 Y, 6170E , 2570E 效应 ,取得了一些有意义的结果[13 —15 ] . 电磁波在介 1 引 　言 质分界面处的反射现象是电磁波与物质相互作用的 一个基本的问题 ,不仅具有理论意义而且具有非常 ( ) 左手材料 lefthanded metamaterials 是一种人工 重要的应用价值. 微波斜入射时左手材料的反射行 周期结构材料 ,其特性受控于结构单元几何形状及 为还未见报道. 对于斜入射的研究会深化对左手材 其空间分布 ,有效介电常数 ε和磁导率 μ 同时小 eff eff 料基本问题的理解 ,必将拓展左手材料的应用范围. 于零[1 ] . 左手材料中传播的电磁场分量 E , B 与波 本文利用平板波导法实验研究了不同角度入射到 矢 k 满足“左手定则”, 电磁波的相速度与群速度方 SRRs 负磁导率材料、周期排列金属杆负介电常数材 向相反 ,从而呈现出许多奇异的物理光学特性 ,如反 料以及左手材料的微波反射特性 ,利用劈尖法研究 常Doppler 效应、反常 Cherenkov 效应、完美透镜效 了左手材料负折射特性 , 测量了左手材料的负折 应、负折射效应[2 —8 ] 等. 射率. 目前,对于左手材料的研究主要集中于其奇异 [9 ] 的透射行为方面. 如 Pendry 等 提出周期排列开口 2 样品制