电磁波在各向异性左手介质中的传播特性

摘要

左手介质是一种新型的人造材料，与常规介质相比，它同时具有负的介电常数ε和磁导率μ，表现出与常规介质不同的特性，比如负折射率、反向多普勒效应、负切仑科夫辐射、以及相速度与群速度的方向相反等等。虽然早在1968年苏联物理学家V．G．Veselago就提出了左手介质的理论模型，但是由于自然界中不存在这类介质，所以一直没有得到大的发展。近几年来，经过J．B．Pendry和D．R．Smith等人的研究，在实验中合成了左手介质，它才重新引起了人们的关注。研究人员不仅从理论上对左手介质进行了研究，也在实验中对它进行了探索，并取得了一定的成果。基于左手介质技术的前沿性和强大的应用前景，本论文对电磁波在左手介质中的传播特性等进行了分析研究。 论文首先系统地阐述了左手介质的理论基础、实验论证、国内外研究现状以及左手介质的应用前景。 其次研究了电磁波在各向同性左手介质中的传播特性，从电磁波在右手介质和各向同性左手介质分界面上的折射与反射规律、Goos—H(a)nchen位移方面做了讨论。 然后讨论了电磁波在各向异性左手介质中的传播特性。主要就电磁波在双轴各向异性左手介质中的折射、反射和全透射现象做了讨论，其次对凋落波通过双轴各向异性左手介质平板传输时发生的异常透射和电磁波在双轴各向异性左手介质界面上发生的Goos—H(a)nchen位移做了研究。 最后研究了双轴各向异性左手介质平板的成像特性。对点源经过双轴各向异性左手介质平板的成像特性做了详细的理论研究，讨论了双轴各向异性左手介质平板是否具有透镜成像功能，并找出具体在何种条件下双轴各向异性左手介质平板具有透镜成像功能。 通过这些研究，将有助于左手介质的性质及应用的研究工作更加深入。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1左手介质的理论基础和实验验证

1.1.1左手介质的理论基础

1.1.2左手介质的实验论证

1.2左手介质研究现状和进展

1.2.1左手介质在国际上的研究现状和进展

1.2.2左手介质在国内的研究现状和进展

1.3左手介质的应用前景

1.4论文的结构和内容

第二章 电磁波在各向同性左手介质中的传播特性

2.1电磁波在右手介质和各向同性左手介质界面的折射和反射

2.1.1左手介质中的波矢量与坡印亭矢量

2.1.2反射定律与折射定律(Snell定律)

2.1.3反射系数和透射系数(Fresnel定律)

2.1.4小结

2.2电磁波在各向同性左手介质中的Goos-H(a)nchen位移

2.2.1 Goos—H(a)nchen位移的负向性

2.2.2负向Goos-H(a)ncen位移量的推导

2.2.3小结

2.3各向同性左手介质平板中透射波的横向位移

2.3.1横向位移的推导

2.3.2横向位移为正的条件

2.3.3入射角趋于θ→π／2时的横向位移

2.3.4群时延的正值性质

2.3.5本节小结

第三章 电磁波在各向异性左手介质中的传播特性

3.1电磁波在双轴各向异性左手介质中的反射和折射

3.1.1电磁波在双轴各向异性左手介质中的异常反射和折射

3.1.2电磁波在右手介质和双轴各向异性左手介质界面的异常反射和折射

3.1.3电磁波在右手介质和双轴各向异性左手介质界面的全透射特性

3.1.4.本节小结

3.2凋落波在双轴各向异性左手介质平板中的异常透射

3.3.电磁波在RHM-LHM界面和LHM平板中的横向位移

3.3.1电磁波在双轴各向异性左手介质界面处的Goos-H(a)nchen位移

3.3.2电磁波在双轴各向异性左手介质平板中的横向位移

3.3.3群时延和后向位移

3.3.4本节小结

第四章 电磁波在双轴各向异性左手介质中的成像特性

4.1引言

4.2理论公式的推导

4.3讨论分析

4.4本章小结

结语

参考文献

致谢

在校期间的科研成果