左手介质及左手介质波导传输特性

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左手介质是一种新型的人造材料，与常规介质相比，它同时具有负的介电常数ε和磁导率μ，表现出与常规介质不同的特性，比如负折射率、反向多普勒效应、负切仑科夫辐射以及相速度与群速度的方向相反等等。虽然早在1968年苏联物理学家V.G.Veselago就提出了左手介质的理论模型，但是由于自然界中不存在这类介质，所以一直没有得到大的发展。近几年来，经过J.B.Pendry和D.R.Smith等人的研究，在实验中合成了左手介质，它才重新引起了人们的关注。研究人员不仅从理论上对左手介质进行了研究，也在实验中对它进行了探索，并取得了一定的成果。基于左手介质技术的前沿性和强大的应用前景，本论文对左手介质的构造和左手介质的传播特性等进行了分析研究。论文首先研究了左手介质的理论基础、实验基础，以及国内外研究现状；同时对左手介质的两种构造方法(金属模型和电路模型)进行了分析，并对它们的构成原理进行了详细的说明。其次利用两种不同的解释方法(传统透镜法和传输线中加载集总L-C元件法)对左手介质组成的完美透镜成像进行了理论分析，从中得出左手介质特殊的负折射性。然后对左手介质构成的多种平板结构的传输特性进行了分析，并推导出多层左手介质平板的传输矩阵，以及左右手介质组成的周期性结构的传输矩阵和色散方程，从中可以看出左手介质平板结构的特异性。最后对左手介质构成的多种波导进行了研究。以三层平板波导中TM波为例，研究了其导模的传输矩阵和本征方程，并进行了数值计算；以左手介质组成的矩形波导场的分布为对象，研究了左手介质矩形波导的本征方程和矩形波导的微型化；同时对左手介质组成的圆波导传输特性进行了研究，并通过数值计算得到它的色散曲线。从中可以看出左手介质的一些特殊性质。通过这些研究，将有助于左手介质的性质及应用的研究工作更加深入。

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作者
王永华;
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作者单位

四川师范大学;

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授予单位四川师范大学;
学科理论物理
授予学位硕士
导师姓名熊天信;
年度 2006
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类电磁波与电磁场;
关键词
左手介质; 负折射率; 传输特性; 矩形介质波导; 圆介质波导;

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专利

1. 矩形波导填充左手介质传输特性的FDTD分析 [J] . 张莉 ,陈小波 . 四川文理学院学报 . 2012,第002期
2. 左手介质传输线的应用 [J] . 傅佳辉 ,陈鹏 . 新型工业化 . 2011,第002期
3. 左手介质中能流传输研究 [J] . 邓跃龙 . 湖南理工学院学报（自然科学版） . 2010,第003期
4. 光波在由左手材料和激活介质构成的光子晶体中的传输 [J] . 方云团 ,毕凯 . 光电工程 . 2005,第011期
5. 左手介质中涡旋电磁波束的涡旋特性研究 [J] . 吕强 ,孙亨利 . 无线电工程 . 2014,第008期
6. 基于左手介质的共面波导传输线特性研究 [C] . 潘威 ,傅佳辉 ,汤奇 . 2010年全国电磁兼容会议 . 2010
7. 左手介质中涡旋光束的传输特性研究 [A] . 吕强 . 2009

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