1 四川大学电子信息学院, 四川 成都 610065
2 四川大学制造学院, 四川 成都 610065
3 四川大学原子核科学技术研究所, 四川 成都 610065
基于开口谐振环(SRR)的电磁响应特性以及严格电磁场理论，研究了由开口谐振环结构构成的异向介质体内的太赫兹波增强效应及谐振行为。仿真模拟了谐振环结构体内电场、电场能量密度和能流量的空间分布，讨论了电场能量密度随入射太赫兹波频率的变化规律。此外，还分析了谐振环结构参数对异向介质的谐振特性及其太赫兹波增强效应的影响。研究结果表明，在开口谐振环结构的开口缝隙处存在显著的太赫兹波增强效应，不仅电场显著增强，而且还会出现电场能量密度极值，并且，谐振时的电场增强效应比非谐振时明显增大。此外，谐振频率和电场能量密度均会随着谐振环结构参数的变化而呈现明显变化。
光谱学 太赫兹波 增强效应 严格电磁场理论 异向介质 激光与光电子学进展
2014, 51(2): 023001
成都信息工程学院 光电技术学院，成都 610225
基于异向介质中包一到三阶非线性色散的非归一化扩展非线性传输方程，利用德鲁德电磁模型和线性稳定性分析法，导出了调制不稳定的色散关系和增益谱.以实际单位形式计算和讨论了传输方程系数、正负折射区及自聚焦和自散焦情况下调制不稳定增益谱随归一化角频率的变化关系.结果表明：随归一化频率增加，负折射区在自聚焦时的增益谱谱宽和谱峰都先增加再减为零；负折射区在自散焦时调制不稳定只出现在禁带附近，且谱宽和谱峰都单调减小.正折射区调制不稳定只出现在自聚焦情形，且谱宽一直增加，而谱峰先减小后增加.总体而言，三阶非线性色散的存在不利于调制不稳定的产生.
调制不稳定性 三阶非线性色散 异向介质 负折射 Modulation instability Thirdorder nonlinear dispersion Metamaterials Negativerefractive
成都信息工程学院 光电技术学院, 成都 610225
直接从异向介质中包含饱和非线性、自陡峭和二阶非线性色散效应的非线性扩展传输方程出发，采用线性稳定性分析法，导出了调制不稳定性的色散关系、不稳定条件、无量纲的临界扰动频率和增益谱。计算和讨论了异向介质正折射区无量纲的增益谱随归一化角频率和入射功率密度的变化关系。结果表明，在异向介质正折射区，随归一化角频率和入射功率密度的不同，增益谱将会出现扰动频率大于零、扰动频率大于某个非零临界值、扰动频率大于零而小于某个非零临界值3种形式。在归一化角频率较小时，调制不稳定性可能出现阈值入射功率密度；且在较小的入射功率密度时，调制不稳定性只能出现在大于某个临界频率时。
调制不稳定性 饱和非线性 正折射异向介质 自陡峭效应 二阶非线性色散效应 modulation instability saturable nonlinearity positive refractive-index metamaterials self-steepening effects second-order nonlinear effects 强激光与粒子束
2011, 23(12): 3167
提出了一种基于平板波导的新型异向谐振结构--交叉椅型谐振结构,通过理论分析和数值计算,说明和验证了单个交叉椅型谐振结构加载的平板波导具有双通带特性和异向特性;设计了一种由多个交叉椅型谐振结构周期加载的异向平板波导结构,并通过仿真实验验证了其负折射特性。交叉椅型谐振结构的全金属半封闭式结构和其特殊的电磁谐振方式,使得此类2维异向平板波导与传统的由金属开口谐振环与金属线正交阵列而成的2维异向介质相比,具有双通带、无介质损耗、功率容量大等特异性质;单个交叉椅型谐振结构加载的平板波导作为一种新型的滤波器结构,具有良好的双通带特性,尺寸较小。
平板波导 交叉椅型谐振结构 2维异向介质 双通带 负折射 planar waveguides cross-chairs-shaped resonator 2D left-handed materials double-band-pass negative refraction
1 郑州大学物理工程学院教育部材料物理重点实验室, 郑州 450052
2 安阳广播电视大学, 安阳 455000
3 东华大学应用物理系, 上海 201620
本文研究了金属双柱metamaterial对太赫兹波负折射的液晶调控。结果表明, 当液晶的介电系数从2逐渐增大到4, 产生负折射的频率从0.648 THz逐渐变化到0.413 THz, 包含了0.650 THz和0.500 THz附近两个大气窗口; 通过改变液晶的介电常数, 可以在该频段内任一频点实现负折射、零折射或正折射。由于液晶的介电常数可以通过外加交流偏压或光场进行调控, 因此利用液晶可以实现对太赫兹波负折射频率和传播方向的调控。
异向介质 液晶调控 太赫兹 metamaterials liquid crystals ierahertz
1 云南大学 信息学院 通信工程系,昆明 650091
2 昆明理工大学 材料与冶金工程学院,昆明 650093
基于时域有限差分方法,建立了光波辐射下正三角形、正四边形和正六边形无耗异向介质柱的二维电磁模型.分析了其近场特性,并对模型的有效性进行了验证.仿真结果表明:即便对于εr和μr都很小且无耗的正多边形异向介质柱,当平面光波沿正多边形顶角角平分线方向传播时,在异向介质柱内不会发生电磁聚焦.
聚焦特性 时域有限差分方法 异向介质 平面光波 Focus charaters FDTD Metamaterials Plane light wave
西安电子科技大学 天线与微波技术国家重点实验室,西安 710071
将开口谐振环作为加载单元,分析了含有异向介质H形波导的新型传输特性.由于异向介质的双各向异性效应,纵剖面磁波型和纵剖面电波型在此新型导波结构中的相速度能够减慢,并且会引起功率流动的增强.在一些情况下,纵剖面磁波型和纵剖面电波型将出现传播常量随频率增高而减小的异常高次模式.而在其它情况下,利用双各向异性效应可以有效减少纵剖面磁和纵剖面电波型的高次模漏波现象.尤其当异向介质取得单负参量时,此新型导波结构将能够完全抑制高次模漏波的出现.
H形波导 异向介质 相速度 漏波 H-guide Metamaterials Phase velocity Leaky wave
1 西安电子科技大学 天线与微波技术国家重点实验室,西安710071
2 四川九洲电器集团有限责任公司,四川 绵阳 621000
通过对加载异向非辐射介质波导(NRD)和H波导的全波分析,研究了此新型导波结构的传输特性。由于开口谐振环所引起的双各向异性效应,在双负参数条件下,纵剖面磁(LSM)波型和纵剖面电(LSE)波型将可能出现传播常数随频率增高而减小的异常高次模式,从而引起漏波。而在其它情况下,利用双各向异性效应却可以有效减少LSM和LSE波型的高次模漏波现象。尤其当异向介质取得单负参数时,此新型导波结构将能够完全抑制高次模漏波的出现。
异向介质 非辐射介质波导 H波导 漏波 metamaterials NRD-waveguide H-waveguide leakage 强激光与粒子束
2009, 21(10): 1534
西安电子科技大学,天线与微波技术国家重点实验室,西安,710071
推导了介电常数张量和磁导率张量中各分量带有不同符号的单轴各向异性异向介质平板波导的导行条件.根据分量符号的正负组合,分情况讨论了导行TE波的偶模特性,画出了平板波导中为实横波数时的布里渊图.结果表明,在特定条件下此平板波导中有无穷多导模,这与传统介质波导及各向同性异向介质平板中只有有限数量模式存在有很大不同.此外,还发现当分量参数满足一定条件时,出现了多个虚横波数的传输模式解,并且该模式存在高频截止.
导模 单轴各向异性波导 异向介质 平板波导 模式截止 强激光与粒子束
2007, 19(12): 2051
1 哈尔滨工程大学理学院,哈尔滨,150001
2 黑龙江大学集成电路重点实验室,哈尔滨,150076
介绍了异向介质的研究进展,其中包括基本理论的深化研究,介质新电磁特性的研究,一些新型结构的设计、仿真、实验、制作方法及其各自的优缺点,以及在波导、天线、微波器件等各个领域的应用.
异向介质 负介电常数 负磁导率 新结构 应用
