异向介质(Metamaterial)属人工材料工程;使材料具有自然界没有发现的性质。主要利用它的小不均匀结构而产生有效的宏观性能,而不是它的成份。目前已有不少种异向介质;并在太拉赫波段,非线性光学和吸收器等方面得到实际应用。
概述
异向介质(Metamaterial)是人工材料工程,使材料具有自然界没有发现的性质。异向介质所具有性能主要利用它小的不均匀性所造成的结构产生有效的宏观行为,而不是它的成份。
初期异向介质研究负折射率异向介质;负折射率材料可制造超透镜,在低于波长下,能有空间分辨率。换句话说,用有梯度指数材料,证明了在一窄波带内存在一种“不能见”的形式。虽然第一种异向介质是电磁,声学的,但地震的范围也在积极研究。
异向介质的潜在应用包括提高航空和航天的应用,传感器的灵敏度,基础设施监视,太阳功率管理;公共安全,雷达,高频战斗通讯,高效天线透镜,改进超声传感器,及地震屏蔽结构。
异向介质的研究是多学科的,包括电工程,电磁,固体物理,微波和天线工程,光电子学,经典光学,材料科学,半导体工程,纳米科学和其它。
电磁异向介质
异向介质在物理和电磁学内已变为一门次学科。
它最早在光学和微波方面应用。如光束控制,调制,带通(bandpass)过滤器,透镜,微波偶合器,和天线系统。
电磁异向介质分类:
负指数材料
电导和磁导率都为负的异向介质(NIM)导致负折射指数。这样的双负参数也称为双负异向介质。
光在电导和磁导率都为正的光学材料中,则向前传播;如二者都为负,则光向后。如这二者符号相反,光不在这种介质中传播。
电磁带缝异向介质
电磁带缝异向介质控制光传播。这可用基光子晶体(PC),或称为左手材料(LHM)来完成。二者具有新的人工工程结构,和能控制,操纵光的传播。但...
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