智能雙曲超材料的設(shè)計(jì)與電場(chǎng)可調(diào)反常光學(xué)行為研究.pdf

1、超材料是一種由次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)單元構(gòu)建的人工介質(zhì)，它能表現(xiàn)出不同尋常的電磁、光、聲等性質(zhì)。雙曲超材料是超材料中最為奇特的一種，它的介電常數(shù)或磁導(dǎo)率張量的一個(gè)主軸分量與其他兩個(gè)主軸分量的值符號(hào)相反，導(dǎo)致它有擁有雙曲型色散曲線，這種特性使雙曲超材料擁有許多獨(dú)特的性質(zhì)。本文設(shè)計(jì)了新型的電場(chǎng)可調(diào)智能雙曲超材料，并通過(guò)仿真研究了其電場(chǎng)可調(diào)反常光學(xué)行為，主要工作和結(jié)果概括如下：
　　1.設(shè)計(jì)了一種電場(chǎng)可調(diào)智能流體基雙曲超材料，這種超材料由二氧化硅包

2、覆的金納米棒與硅油組成。在外加電場(chǎng)下，Au@SiO2納米棒會(huì)形成單軸取向晶格結(jié)構(gòu)，由于 Au在可見(jiàn)光區(qū)的負(fù)介電特性，會(huì)導(dǎo)致流體沿電場(chǎng)方向的介電常數(shù)為負(fù)，流體系統(tǒng)呈現(xiàn)等頻雙曲色散特點(diǎn)，因此，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于TM波的全角度光頻負(fù)折射。我們計(jì)算了流體系統(tǒng)的有效介電常數(shù)張量與外加電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，并用有限元仿真證實(shí)了電場(chǎng)誘導(dǎo)的光頻負(fù)折射實(shí)現(xiàn)與可調(diào)變化行為，系統(tǒng)研究了納棒直徑/長(zhǎng)度，芯殼配伍、顆粒濃度等對(duì)可調(diào)光頻負(fù)折射實(shí)現(xiàn)和行為影響。另外，我們還證實(shí)了

3、該智能流體基雙曲超材料的聚焦行為，而當(dāng)對(duì)流體系統(tǒng)施加一個(gè)非均勻電場(chǎng)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)梯度負(fù)折射。
　　2.設(shè)計(jì)了一種超薄的多層石墨烯基太赫茲吸收器，這種超材料吸收器是由單層石墨烯/MgF2多層堆垛結(jié)構(gòu)單元排列在金膜平面上構(gòu)成。我們?cè)诶碚撋献C明了這種吸收器有著雙帶全吸收效果。由于有效介電常數(shù)的各向異性，石墨烯/MgF2多層堆垛結(jié)構(gòu)單元有一個(gè)雙曲色散。結(jié)構(gòu)單元間的強(qiáng)電偶極子諧振和磁偶極子諧振使吸收器的阻抗和自由空間匹配，導(dǎo)致了在太赫茲范圍內(nèi)的