異向介質理論和應用研究.pdf

1、本論文以近年來電磁學界的研究熱點異向介質為研究背景，主要包括三部分成果：二維光子晶體超透鏡成像研究，各項異性異向介質Brewaer角研究，以及基于SRR的可控波導濾波器的設計。 第一部分從光子晶體的基本概念起介紹了如何利用平面波展開法計算光子晶體的能帶。研究了光子晶體中存在的兩種負折射的情況，并且區(qū)分了等效負折射率，負折射現(xiàn)象，和超透鏡現(xiàn)象三個重要的概念。接下來利用FDTD方法進行了二維三角形晶格光子晶體平板和正方形晶格光子晶體

2、平板的成像研究。并給出了多層光子晶體平板的成像結果，實現(xiàn)了正方形三角形混合晶格光子晶體平板近遠場成像。對于多層三角形晶格光子晶體平板成像，物距和像距可以自由改變而不影響成像點的位置和分辨率，這在未來的亞波長成像系統(tǒng)中有潛在的應用前景。 第二部研究了各項異性異向介質的Brewster角，首先研究了主軸垂直于界面的情況，發(fā)現(xiàn)在異向介質負通帶內(nèi)，Brewster角隨著頻率增加而減小。并利用Ω型異向介質進行了實驗驗證。然后進一步的研究了

3、主軸不垂直于界面的情況，發(fā)現(xiàn)主軸轉動的角度恰好等于此時的Brewster角，這是因為此時垂直于主軸的方向上介電常數(shù)為正磁導率為負，只有倏逝波而沒有可傳播的波存在，因此反射系數(shù)為0。 第三部分實現(xiàn)了基于SRR的可控波導濾波器的設計。首先介紹了設計思路，然后通過理論計算和數(shù)值仿真完成了設計，取得了良好的效果。在波導的截止頻率之上，我們可以通過控制變?nèi)荻O管的電容值達到控制禁帶的目的，在波導的截止頻率以下，我們依然可以通過改變變?nèi)荻O