幾種典型結構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。它主要通過在自然媒介中嵌入人工設計的幾何結構電磁單元來實現(xiàn)對各種物理量的調制，從而獲得新奇的電磁特性，如負折射率、理想成像、逆多普勒效應、反常切連科夫輻射效應、非對稱傳輸、電磁誘導透明等?；谶@些電磁特性，超材料在很多領域具有巨大的潛在應用價值，可用來構造隱身斗篷、吸波器件、隔離器、等離子體傳感器、偏振轉換器件等。本論文主要研究了三種典型結構的超材料的偏振特性，主要工

2、作如下：
　　(1)對金屬螺旋超材料在微波段的偏振特性的研究。利用有限積分法對單螺旋、雙螺旋和三螺旋結構超材料的透射譜進行仿真研究，并開展實驗測試工作。研究結果表明單螺旋和雙螺旋結構具有良好的圓二向色性，而三螺旋結構不具有圓二向色性。我們運用了天線理論、瓊斯矩陣和時間反演對稱對研究結果進行了定性的理論解釋。此外，還提出了一種基于超材料均質化方法的分析模型來計算單螺旋結構的透射率。
　　(2)對雙層金屬開口諧振環(huán)的偏振特性的研

3、究。通過引入外在手性，在斜入射條件下對雙層金屬開口諧振環(huán)的透射譜進行仿真研究。研究結果表明該結構具有巨大的圓極化相互轉換效率。我們主要通過結構單元表面電流分布來分析其內部的電磁共振，從而對研究結果進行定性的理論解釋。
　　(3)對非對稱十字形金屬孔陣列的偏振特性研究。在對稱十字形金屬孔的基礎上，通過改變水平和垂直方向兩孔的相對位置，引入非對稱性來對其透射特性進行仿真研究。研究結果表明引入非對稱性后，透射峰會發(fā)生分裂，形成紅移和藍移