超材料電磁響應非線性及計算機仿真方法研究.pdf

1、前蘇聯(lián)科學家Veselago于二十世紀六十年代從理論上提出并論證了介電常數(shù)和磁導率同時為負值的介質的電動力學性質,預告了這種介質具有一些與傳統(tǒng)材料不同的特性,包括反多普勒效應、反切倫科夫效應、反Snell定律及由此產生的平板成像或稱為完美透鏡現(xiàn)象及凸透鏡發(fā)散和凹透鏡會聚、負光壓效應等,從而為電磁超材料(Metamaterials)研究揭開了序幕。由于電磁超材料獨具的特性及其十分廣泛和潛在的應用前景,近十多年來,電磁超材料研究已經成為國際

2、科學界的研究熱點之一并不斷取得令人驚喜的進展。目前,對于電磁超材料非線性特性的理論研究的深入與拓寬及光頻超材料結構設計、制備技術、電磁參量響應波長向可見光的移動與展寬、計算機仿真技術的改進等都是該領域的研究熱點。
　　 鑒于上述情況,本文重點研究了基于線環(huán)結構的電磁超材料電磁參量的非線性。其具體內容包括:計算了該種電磁超材料有效介電常數(shù)的非線性特性;依據(jù)該材料介電常數(shù)和磁導率隨外場變化規(guī)律考察了該材料屬性隨外場強度的變化規(guī)律。研

3、究結果表明:該種電磁超材料介電常數(shù)實部對外磁場的非線性響應具有回滯特性,且在一定的、不同的條件下,該種電磁超材料的性質可在常規(guī)材料、電單負材料及磁單負材料之間轉換。此結果證明了Zharov的論文在假設條件下得出結論的正確性,同時也糾正了Zharov論文中由假設得到的結論的不完備性。
　　 此外,作者在攻讀碩士學位期間還對電磁超材料的計算機仿真方法進行了一些研究工作,其結果反映在本文對雙負介質中的負折射現(xiàn)象、完美透鏡成像及電磁波在