基于變換光學原理的尺度縮放幻覺裝置研究.pdf

1、電磁超常材料作為一類新型的人工電磁材料，具有諸多不同于傳統(tǒng)材料的特殊性能，極大地促進了現(xiàn)代電磁學的發(fā)展，并成為近年來電磁學、材料學界重要的研究課題。電磁超常材料來源于物質電磁本構關系，指有別于天然材料常規(guī)電磁特性的一類新型電磁材料。電磁超常材料的出現(xiàn)及其快速發(fā)展，使得我們可以自由設計物體的電磁參數(shù)?；诖?，科研工作者們提出了“變換光學”理論，利用超常材料控制電磁波的傳播。最近幾年，變換光學迅速發(fā)展成為學術界研究熱點之一，以變換光學為理論

2、基礎，科研工作者設計出了許多具有特殊功能的變換介質器件。第一個被設計出來的變換介質器件是隱身衣，它可以對放置在其內(nèi)部的物體進行隱身。與之相比，研究者們設計出了一類功用不同的變換介質器件，這類器件可以改變物體的形狀尺寸，統(tǒng)稱為光學幻覺器件。
　　本文以變換光學為理論基礎，對一類具有尺度縮放功能的光學幻覺裝置進行了研究。本文第一部分，提出了一種長短變換的光學幻覺裝置，該裝置可以將放置在其內(nèi)部的物體沿某一特定方向進行長短變換。對此裝置進

3、行改進，設計了一種圓環(huán)結構的長短變換幻覺裝置，該裝置克服了一維空間長短變換幻覺裝置垂直于變換方向長度需為無窮大的缺陷，但其電磁參數(shù)卻是非均勻各向異性的，采用共心柱面分層各向同性的均勻介質模擬了環(huán)形幻覺裝置的電磁參數(shù)，獲得了良好的變換性能。接著，設計了一種六邊形結構的長短變換裝置，組成該裝置的各部分材料的電磁參數(shù)是均勻的。
　　本文第二部分，研究了二維情況下緊縮裝置的緊縮性能，首次將共心柱面分層各向同性均勻介質結構應用于模擬緊縮裝置