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摘要光电超材料是一种具有超常的物理性质的新型的人造材料，它的宏观特性决定于其中的人工结构而非构成材料。最近几年，光电超材料在多个研究领域引起世界范围的注意，尤其在光学和电磁学。光电超材料经过巧妙构造，其结构单元可以实现在亚波长尺度上对电磁场的响应，展现的物理现象与普通材料差别很大。电磁波在这种材料中传播时，将显示出与普通介质不同的各种逆／负向效应，如负折射效应、逆切伦可夫辐射、逆多普勒效应等。这种反常的性质有着巨大的利用价值，将在医科学，国防工业和无线通信等方面展示出它特有的长处。由于光电超材料概念很大程度上是由于左手材料的成功研制而产生的，因此本文主要通过对左手材料的研究，来设计新型的光电超材料。33015
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关键词 超材料 光电超材料 左手材料 ψ型结构
毕业论文设计说明书外文摘要
Title The design and synthesis of new photoelectric metamaterials
Abstract
The photoelectric metamaterial is a new type of artificial materials with unusual macroscopic physical properties dependant on the artificial structure rather than the material itself. In recent years, Photoelectric metamaterials have attracted worldwide attention in the fields of optical science and electricmagnetics. The structural unit of photoelectric metamaterials with careful design can be implemented in sub-wavelength scale of electric and magnetic response for the materials to exhibit unique macroscopic physical phenomena. Electromagnetic wave will show different inverse / negative effects, such as negative refraction, reversed Cerenkov radiation, inverse Doppler effect, during the propagation in metamaterials compare to ordinary mediums. These anomalous properties of metamaterials have great applications in the medical, wireless communication, national defense, and other industries due to unique advantages. Because the conception of photoelectric metamaterial arose mostly from the successful preparation of left-handed materials, this paper will focus on the literature research of the left-handed materials in order to design such types of photoelectric metamaterial.
Keywords metamaterial Photoelectric metamaterial left-handed material ψ type structure
目 次
1 引言 1
1.1 光电超材料的背景及发展历史 1
1.2 光电超材料的分类 2
1.2.1 结构型 2
1.2.2 光子晶体构型 2
1.2.3 传输线构型 2
1.3 光电超材料现状 3
1.4 本文的研究内容 3
2 左手材料 5
2.1 左手材料的理论知识 5
2.2 左手材料的光电特性 6
2.2.1 负折射效应 7
2.2.2 完美透镜效应 7
2.2.3 逆多普勒效应 8
2.2.4 切伦可夫效应 9
2.3 经典的左手传输模型 10
2.4 经典的左手材料结构等效原理跟计算 12
2.4.1 周期排列的SRR等效计算 12
2.4.2 金属棒周期阵列Rod的计算 15
2.5 本章小结 17
3 新型光电超材料设计及分析 18
3.1 新型单面ψ型微结构设计 18
3.2 新型单面ψ型微结构分析 19