異向介質在極化二色性和電子誘導輻射等方面的應用研究.pdf

1、過去十幾年里，異向介質（Metamaterials）成為了電磁學、光學、凝聚態(tài)物理和材料科學領域的一個重要研究方向。異向介質是由亞波長金屬或介質單元結構排列而成的周期性結構，它通過設計人工結構的電磁響應來獲得與眾不同的特殊電磁特性，包括負折射特性、完美成像特性等。在異向介質諸多特性中，極化控制能力是其極為突出的一個性能。其極化選擇特性依賴于單元結構對稱性的設計，通過改變結構的對稱性群，可以實現(xiàn)諸如各向異性、手征特性和雙各向異性等自然界材

2、料難以實現(xiàn)的特殊功能。針對微型化極化控制器件和電磁波近場信息控制方面的難題，開展了異向介質在極化二色性和電子誘導輻射等方面的系統(tǒng)性研究，取得了極化二色性反射鏡、電子誘導輻射極化控制器等一系列成果，具有指導新型光學極化控制器件設計的重要意義。
　　本研究主要內容包括：⑴異向介質電磁響應的表征和設計方法研究。我們總結和歸納了異向介質電磁響應的表征方法，包括等效參數(shù)提取法、傳輸線等效電路模型法、轉移矩陣法和對稱性分析法，并對各個方法的優(yōu)

3、缺點和適用情況進行討論。這章內容為后續(xù)章節(jié)奠定理論基礎。⑵異向介質在極化二色性方面的應用研究。這部分包含兩部分內容：一是分析異向介質的結構對稱性，提出了圓極化二色性反射鏡的設計方法，設計了兩款異向介質反射鏡，能夠實現(xiàn)圓偏振光的選擇性吸收。二是討論石墨烯新型二維材料的電磁特性，研究基于石墨烯的極化二色性異向介質，設計了基于石墨烯的異向介質吸波材料，其工作頻率可以通過改變石墨烯費米能級得以調制。⑶異向介質在電子誘導輻射方面的應用研究。這部分