1 武汉科技大学信息科学与工程学院, 湖北 武汉 430081
2 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
提出一种具有巨旋光性和负折射特性的双频带手征性超表面结构,该手征性超表面由中间介质层和双层共轭卍字形周期排列而成;通过研究面电流密度分布,解释了巨旋光性和负折射率产生的原因;研究了手征性超表面单元结构的连续圆金属贴片半径和介质层厚度对该结构旋光性和负折射特性的影响。数值模拟结果表明:该结构在0.1~2 THz频率范围内有4个谐振频点,在谐振频点附近,平均折射率均为负值,实部幅值最大为-3.7;该结构在谐振频点附近显示了巨旋光性以及双频带的左旋圆偏振波和右旋圆偏振波负折射特性,最大偏振旋转角达到了122°,右旋圆偏振波折射率实部幅值可达-12.74。
材料 手征性超表面 双频带 圆二向色性 旋光性 负折射率
1 安徽科技学院 数理与信息工程学院, 安徽 凤阳 233100
2 蚌埠学院 机械与电子工程系, 安徽 蚌埠 233000
3 燕山大学 信息科学与工程学院, 河北 秦皇岛 066004
将负折射率材料引入到空芯Bragg光纤包层中,形成具有正负折射率介质层交替的空芯Bragg光纤, 运用传输矩阵理论对该Bragg光纤的束缚损耗特性进行分析和计算, 并与传统的全正折射率介质层Bragg光纤的束缚损耗进行对比。结果发现: 在最低损耗方面含负折射率材料的空芯Bragg光纤没有表现出任何优势, 但在最低损耗点附近的损耗小于全正折射率介质层Bragg光纤, 损耗曲线比较平滑, 并且传输波长范围较宽; 当空气作为一个介质层的材料时, 两种Bragg光纤的束缚损耗特性几乎一致; 当减小包层折射率对比时出现了与全正折射率介质层Bragg光纤不同的现象, 损耗曲线变的更为平滑, 说明传输波长范围变宽了。
导波光学 负折射率 Bragg光纤 束缚损耗 guided wave optics negative refractive index Bragg fiber leakage loss
哈尔滨工业大学 理学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
阐述了手性负折射率现象的产生机制; 总结了近几年国内外手性负折射率材料在仿真模拟和实验制备方面的研究进展; 分析了手性负折射率材料的旋光性、手性参数、损耗等; 介绍了手性负折射率材料在各个领域的应用。分析认为, 探索手性负折射率材料的新机制、新方法和新材料, 从而在可见光波段实现负折射率是未来手性负折射率材料的重要发展方向之一。
负折射率材料 手性 旋光性 手性参数 损耗 negative refractive index metamaterials chirality optical activity chiral parameters loss
卡尔斯鲁厄理工学院应用物理系, 卡尔斯鲁厄 76128, 德国
变换光学(Transformation Optics)可以使几何空间上的变化转移到非均匀光学超材料的光学参量的变化上。光学隐身就是其中典型的例子,就在几年前人们还认为这是不可能的。为了制备光频段、宽带、偏振不敏感、三维的光强、相位隐身材料,利用激光直写结合受激辐射耗尽技术,可以突破传统的衍射极限。这种变换的思想同样可以应用到其他领域,如力学(确切地说,弹性动力学)和热力学。还讨论了相关的实验过程和研究结果。
超材料 负折射率 变换光学 变换物理学 metamaterials negative refractive index transformation optics transformation physics
1 物理与科学技术学院 南京师范大学,江苏 南京210023
2 贺州学院,广西 贺州542899
通过改变长方形孔的长度，利用数值模拟研究了金属介质金属三明治结构超材料的透射率，负折射(NRI)率和品质因数(FOM)等性质.研究结果表明，随着长方形孔的长度的增大，低频透射峰和最大透射峰都出现了红移现象.长方形孔的负折射率和负折射带宽则随着长方形孔的长度的增大而减小.这意味着可以通过调节金属介质金属三明治结构超材料的孔阵列的长度获得较高的透射率或者负折射率.这些结果为开发太赫兹范围的光电器件提供可能的理论.
超材料 负折射率 透射率 metamaterial negative refractive index transmission FOM FOM
四川师范大学物理与电子工程学院, 四川 成都 610101
采用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分公式推导出厄米-余弦-高斯光束通过负折射率平板材料的传输公式，并利用其解析式进行数值计算和分析。研究结果表明：负折射率平板材料中的负折射率只影响光束的两次聚焦位置；光束参数不仅会改变厄米-余弦-高斯光束的轴上光强分布，还会改变横向光强的分布，但对厄米-余弦-高斯光束轴上最大光强和横向最大光强的位置均没有影响。
激光光学 传输特性 负射率平板材料 厄米-余弦-高斯光束 惠更斯-菲涅耳衍射积分 ABCD 光学系统 激光与光电子学进展
2014, 51(4): 041401
湖北第二师范学院物理与机电工程学院, 湖北 武汉 430205
应用传输矩阵法对含色散负折射率缺陷一维sinc函数型光子晶体的光学传输特性进行了研究。结果表明：含色散负折射率缺陷的sinc函数型光子晶体比含同样缺陷的余弦函数型光子晶体具有更宽阔的光子禁带；该光子晶体的禁带宽度随着介质层折射率nB(0)、nA(0)或半周期厚度的增大迅速收缩变窄，缺陷模消失；当光波入射角增大时，禁带宽度变宽，缺陷模与禁带一起红移；计算还发现该禁带结构对色散负折射率缺陷层的位置变动十分敏感；但是，缺陷层厚度的变化不会改变禁带的位置和宽度，此时缺陷模会随着缺陷层厚度的增大向着禁带中心移动。这些结论对一维函数型光子晶体的设计具有重要参考意义。
材料 函数光子晶体 传输矩阵 色散负折射率缺陷 光学传输特性
宁波大学光纤通信与网络技术研究所, 浙江 宁波 315211
设计了一种工作在光波段的新型四重对称的双层手征结构，通过数值模拟得到透射系数和反射系数，反演计算了结构的圆二色性、旋光角、手征参数和折射率。结果表明该结构在谐振波长附近具有很强的旋光性，并且在椭偏度为零时，即透射光变成完全线偏振光时，旋光角达到了55°；在一定波段内可以实现左旋圆偏振光(LCP)和右旋圆偏振光(RCP)的负折射率，且不需要介电常数和磁导率同时为负，更重要的是，实现负折射率的左旋圆偏振光(LCP)具有较宽的频带，不局限于谐振波长附近，在椭偏度为零时，折射率也为负。考虑到具体的实验制作，对加衬底的手征结构进行了数值模拟，结果表明谐振波长向长波长方向产生了偏移，完全线性偏振光的旋光角仍然有40°。
材料 手征 手征参数 负折射率
1 南昌大学抚州医学分院, 江西 抚州 344000
2 同济大学物理科学与工程学院, 上海 200000
采用了一个梯形四能级原子系统，在多模光场的作用下利用量子相干技术使其实现介质的左手效应，使介质具备左手材料特性。在相互作用表象下，利用密度矩阵方程并结合相关条件下的有关公式进行理论计算，数值模拟结果显示，在合适的参量条件下，介质的相对介电常量和相对磁导率可以同时出现负值，产生了左手效应，相应的介质转化为左手材料。通过讨论在左手效应成立的条件下介质对光场的吸收和增益问题，结果表明，在弱探测场条件下，利用电磁诱导的方法也可以实现介质的左手效应。
量子干涉 电磁诱导 左手材料 负折射率 quantum interference electromagnetically induction left-handed materials negative refractive index
重庆工商大学 计算机科学与信息工程学院，重庆 400067
为了研究一维有限周期含负折射率光子晶体的全反射隧穿效应，利用传输矩阵法计算了TE波和TM波在大于全反射角入射一维有限周期含负折射率光子晶体的透射率。得出了一维有限周期含负折射率光子晶体中TE波和TM波的全反射隧穿峰的频率随入射角的变化特性、全反射隧穿峰的频率随负折射材料厚度的变化特性、全反射隧穿峰数随周期数的变化特性。发现了有限周期含负折射率光子晶体的全反射隧穿效应与普通光子晶体的全反射隧穿效应的不同之处。
光子晶体 负折射率 全反射 隧穿效应 photonic crystal negative refractive index total reflection tunneling effect
