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光学与声学超材料器件的吸收与散射中文摘要
光学与声学超材料器件的吸收与散射
中文摘要
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光学与声学超材料器件的吸收与散射
中文摘要
在光学和声学领域中,吸收与散射一直是研究的热点。在光学中人们已经提出了 用相干完美吸收体的方法吸收电磁波。相干完美吸收是相干光在吸收体内发生干涉效 应的过程,也是产生激光的一个逆过程。这种吸收体完美地吸收掉所有入射的光波。 由于相干完美吸收体对材料的电磁参数要求很高,特定的材料才能制备出相干完美吸 收体。相干完美吸收体只能实现单一频率的吸收。最近,人们提出了一种人工复合材 料——超材料。从理论上讲,调控结构单元能得到任意的电磁参数。这种特性与相干 完美吸收体的独特设计要求相符合,这就使得超材料成为构建相干完美吸收体的理想 材料。类似于光波,声波的吸收也是一个重要的、有意义的科学问题,它具有非常广 泛的应用价值。在本文中,着重介绍如何用超材料构建的吸收体实现对声波的相干完 美吸收,进一步探讨了实现宽频吸收的可能性。
本文的主要安排如下: 第一章,目前本课题的研究背景。简单地介绍了光学、声学中吸收与散射的研究
进展以及超材料在其中的应用等 第二章,吸收与散射光波的研究。主要介绍了相干完美光学吸收体的发展过程,
以及光学超材料的原理。电磁超材料在满足相干完美吸收条件时可以吸收宽频光波。 第三章,吸收与散射声波的研究。声学超材料有着与光学超材料类似的性质。借
助光学与声学的波动方程的相似性,实现了声波的相干完美吸收。 第四章,吸收宽频声波的探讨。基于洛伦兹模型,研究特殊色散的声学超材料实
现宽频相干完美吸收的可行性。 关键词:超材料;声学超材料;相干完美吸收体;声学吸收
作 者:宋锦章 指导教师:赖 耘
Abs
Abstract
The Absorption and Scattering of Optical and Acoustical meta-materials
II
II
The Absorption and Scattering of Optical and Acoustical meta-materials
Abstract
In the optics and acoustics, absorption and scattering are of great interest. The concept of coherent perfect absorber (CPA) has been proposed in optics. Its principle is to utilize the interference effect of coherent light within the absorber, which is the inverse process of laser light generation. Interestingly, such an absorber exhibits perfect (100%) absorption. However, the CPA can only achieve single-frequency absorption. And the requirement of parameters for the CPA is so restrict that only some certain materials can be used to realize the CPA. People proposed an artificial microstructure material-Metamaterials. The effective parameters of metamaterials can be tuned almost arbitrarily by manipulating the micr
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