左手材料负折射率材料.ppt

Teflon:27°,n=1.4±0.1;NIM:-61°,n=-2.7±0.1Fig7.normalizedpeakamplitudeofelectricfieldcomponentEz(r,f)Refractedpeaks:byTeflonat48.2°(n=1.4)andisindependentoffrequency;bytheNIM,however,at12.6GHz,-30.6°(n=-1.0454)thatareafunctionofthefrequency.Thetwopeaksarenotnormalizedbythesamefactor.Thenon-normalizedvalueofthepeakelectricfieldoftheNIMsampleisabout20%oftheTeflonpeak.Grid:8.4mm*8.4mm.Half-powedbeamwidth:redline:0.21λ,diffractionlimit:0.36λ左手材料(Left-HandedMetamaterials)及负折射率的研究进展左手材料（LHM）与负折射率在经典电动力学中，介质的电磁性质可以用介电常数ε和磁导率μ两个宏观参数来描述。正弦时变电磁场的波动方程（Helmholtz方程）为：其中自然界中物质的μ和ε一般都与电磁波频率有关，并且在大多数情况下都为正数，此时方程(1)有波动解，电磁波能在其中传播。对于无损耗、各向同性、空间均匀的介质，由Maxwell方程组能推出可见，、、之间满足右手螺旋关系。如果介质的μ和ε都小于零，方程(1)有波动解，电磁波能在其中传播。但是、、之间不再满足右手螺旋关系而是满足左手螺旋关系。这种介质就被称为“左手材料”（Left-HandedMetamaterials)通常的介质就被称为“右手材料”(Right-HandedMaterials)如果介质的μ和ε两者之间一个为正数而另一个为负数，则k20，k无实数解；即方程(1)无波动解，电磁波不能在其中传播。SSEHkSkkEHkSkk右手材料(e0,m0)左手材料(e0,m0)(a)(b)EHSEHSEHEH右手材料(e0,m0)左手材料(e0,m0)(a)(b)Fig1.电磁波在(a)一般材料与(b)左手材料中之电场、磁场、波向量与能量流密度方向之间的向量关系。由于电磁波能流的方向取决于玻印廷矢量S的方向，而，即、、始终构成右手螺旋关系。因此在左手材料中，（它的方向代表电磁波相速的方向）和的方向相反。为负数，介质的折射率也为负数，所以这种介质也被称为“负折射率物质”（NegetiveIndexofRefractionMaterial)在左手材料中，电磁波的相速度和群速度方向相反，从而呈现出许多新颖的光学特性。010302折射光仍然满足Snell定律(c)左手材料(c)左手材料(c)左手材料(b)左手材料左手材料(b)左手材料左手材料(b)左手材料左手材料2Ev·Svkv(e10,m10)(e20,m20)·(a)左手材料·(e10,m10)(e20,m20)·(a)左手材料Fig2.(a)入射光在经过一般介质与左手材料接口时，折射光偏折方向会与入射光在法线的同一边。(b)以左手材料为材质制作的凸透镜或凹透镜，分别会表现出散光或聚光的效果。(c)平板状的左手材料，会有类似一般凸透镜的聚光效果。?1?2(?20,?20)右手材料反常的Doppler效应若光源发出频率w0的光，而侦测器以速度v接近光源时，在一般介质之中侦测器所接收到的电磁波频率将比w0高，而在左手材料中，则会收到比w0低的频率。SkkkSSkvSv光源光源vv侦测器光源光源侦测器左手材料中Fig3.一般介质与左手材料中Doppler效应的比较。反常的Cerenkov效应和光压在Cerenkov辐射效应中，当一个粒子在介质