光在负折射率介质中的传输特性研究

摘要

本文从理论上证明了电磁波从右手介质入射到左手介质中发生的负折射现象不违背物理因果律；研究了倏逝波在包含左手介质层的多层平板结构中的传播特性，以及电磁波通过置于空气中的左手介质平板发生的横向位移做了理论性的探讨。 分别用两个频率稍有差异的平面电磁波和高斯光束从均匀的非色散的右手介质入射到均匀色散的左手介质中，获得了场的表达式，解析的求解了坡印亭矢量S对时间平均值。 在界面上用Renard方法讨论了平面电磁波从右手介质入射到左手介质界面的Goos-Haanchen位移，方向为负，与能流方向一致。并讨论了共振点和反射光束横向位移的性质。同时由群时延在平板中的定义，讨论了群时延为正的充分条件和必要条件。

目录

文摘

英文文摘

学位论文独创性声明和学位论文使用授权声明

第一章引言

§1.1负折射率介质理论和实验上的实现

§1.2研究现状

§1.3本文的工作

第二章基本理论

§2.1左手介质的电磁学性质

§2.2完美透镜实现的原理

§2.1多层介质传输矩阵的推导

第三章左手介质中的能流传输研究

§3.1引言

§3.2 理论分析

§3.2.1两不同频率的电磁波入射

§3.2.2高斯光束入射

§3.3数字模拟验证

§3.3.1与Snell折射定律一致的验证

§3.3.2群速度

§3.4小结

第四章不同寻常的光子隧道效应分析

§4.1引言

§4.2 论模型

§4.3倏逝波的放大和传播规律分析

§4.3.1完美光子隧道效应的实现

§4.3.2振幅分布和能流变化

§4.4五层介质系统

§4.5损耗对光子隧道效应的影响

§4.6小结

第五章光在RHM-LHM界面和LHM平板中的横向位移

§5.1引言

§5.2 RHM-LHM界面的负向Goos-Haanchen位移

§5.2.1论模型

§5.2.2 Renard的方法计算负向位移量

§5.2.3不同界面的Goos-Haanchen位移

§5.3 左手介质平板中透射光束的的横向位移

§5.3.1 论模型

§5.3.2左手介质平板与空气阻抗匹配时的横向位移

§5.3.3横向位移为正的条件和性质

§5.4稳相法的验证

§5.5物理解释

§5.6小结

第六章全文总结

参考文献

致谢

攻读硕士期间的研究成果