含左手材料三层平板波导的研究

摘要

左手材料是一种重要的新型功能材料，它具有负值的介电常数和磁导率独特而新颖的性质，即具有双负属性。正因为具有双负性质，电磁波在左手材料中传播，将会出现一些异常的电磁性(如负折射现象、反常多普勒效应、反常切伦柯夫辐射等)。在导波研究领域中，含左手材料的平板波导是导波元件中的新器件，对其进行研究具有较高的理论参考价值和广泛的应用发展前景，是国际上比较热门的课题之一。以下几点是本文的主要工作和重要结论。
　　 1.首先研究芯层、覆盖层和衬底层都是右手材料的三层对称、不对称平板波导的传输特性，其次利用转移矩阵法对相应的本征方程进行分析，再次利用图解法解本征方程，最后编程模拟出电场分布图。发现这种传统材料构成的平板波导有基模存在。
　　 2.研究衬底层、覆盖层是右手材料，芯层是左手材料的三层对称平板波导的传输特性，分析其导模性质，发现这种结构的波导器件既可以支持振荡导模(即导波模式)，又可以支持衰减导模(即表面波的存在)，但是却不支持基模。这一发现对波导器件本身的发展具有一定的推动作用。
　　 3.以Metal-LHM-Metal三层对称平板波导为研究对象，这种结构的波导是不存在基模的，TE1导波模式仅在于R的一个特殊范围内(此范围比较小)，支持导波同时可以存在表面波的，阶数m对电场的分布是有着显著的影响。这些发现为研制新型的波导器件提供较强的理论依据，这种模型比目前所提出的模型有着更理想的性能。
　　 上述的研究工作，将对左手材料平板波导具体的理论设计和实际应用发展具有一定的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 左手材料的概念

1.2 左手材料的回顾

1.3 左手材料的制备

1.4 左手材料的新颖特性

1.5 问题的提出

1.6 研究内容及研究意义

第二章 平板波导基本理论与方法

2.1 引言

2.2 平板波导的线光学模型

2.2.1 平板光波导

2.2.2 平板波导的模式

2.3 平板波导电磁理论

2.3.1 模型及电场分布

2.3.2 转移矩阵

2.3.3 三层介质波导的本征方程

2.3.4 图解法

2.4 表面波

第三章 右手材料的三层平板波导的研究

3.1 引言

3.2 覆盖层和衬底层为不同的右手材料

3.2.1 图解法

3.2.2 交点处的电场分布

3.3 覆盖层和衬底层为相同的右手材料

3.3.1 图解法

3.3.2 交点处的电场分布

3.4 小结

第四章 芯层为左手材料的三层平板波导的研究

4.1 引言

4.2 覆盖层和衬底层为对称的右手材料

4.2.1 振荡模式

4.2.2 表面波模式

4.2.3 波导传播常数与频率的关系

4.3 覆盖层和衬底层为对称的金属

4.3.1 振荡模式

4.3.2 表面波模式

4.4 小结

第五章 全文总结

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文