负折射率介质中能流传输研究

研究了平面电磁波从各向同性且均匀的右手介质(ε(ω)>0,μ(ω)>0)透射到各向同性且均匀色散的左手介质中(ε(ω)<0,μ(ω)<0)的传播规律.通过场和坡印亭矢量的表达式,计算了坡印亭矢量对时间的平均值.从能流的角度,证明了电磁波从右手介质进入左手介质中时电磁波是以负角度折射的,并进一步推算了在Drude介质中的群速度,证实了群速度vg(ω)>0.     

用惠更斯作图法研究左手材料的负折射现象

针对理解电磁波在左手材料中的传播特性,在详细分析了该介质中电磁波波矢量k的方向、大小和坡印廷矢量s之间关系的基础之上,根据电磁场理论探讨了电磁波在右手、左手材料分界面上的反射和折射(各介质都是各向同性的)现象。并运用惠更斯作图法解释了电磁波由右手材料穿越左手材料时的负折射现象。指出发生负折射现象的根本原因是由于电磁波在左手材料中传播时其波矢量与坡印廷矢量的方向相反。     

平面电磁波在运动介质界面上的反射、折射及其应用

从波矢量κ和角频率ω在运动界面上的关系入手，讨论运动界面上平面电磁波的反射、折射，并运用所得结果分析平面电磁波在运动介质界面上反射时波长的变化。     

金属磁性纳米颗粒复合材料的左手特性

研究了具有单轴各向异性的单畴铁磁颗粒复合体系实现左手特性的可能性.应用LLG方程,计算了复合体系中磁性颗粒的平均磁导率,并通过有效媒质理论Bruggeman方程得到纳米磁性金属颗粒复合体系的有效介电常数eε和有效磁导率μe及其在有限频率下的响应特性,以及该磁性金属颗粒体系的波矢k和平均波印廷矢量Sω与频率之间的变化关系.当一束平面波（其波长远大于磁性颗粒尺寸）在该复合介质中传播时,我们发现在一定的频率范围内,波矢k和平均波印廷矢量Sω的矢量点积小于零,即Sω.Re（k）〈0,即在该频率范围内此磁性金属颗粒复合材料具有左手特性.     

电磁波在双轴各向异性左手介质表面的Goos-H?nchen位移

首先详细地推导了在常规介质和双轴各向异性左手介质界面发生的Goos-H?nchen位移表达式,并对此进行了讨论,结果发现负Goos-H?nchen位移的发生并不要求介电常数张量和磁导率张量的所有元素都为负.其次,简要讨论了波通过双轴各向异性左手介质传播时透射波的后向位移.     

运动左手介质分界面上不同极化波的菲涅耳公式

依据基础电磁理论,利用Lorentz和电磁场量变换,推导了一束单色波入射下,高速运动左手介质界面上反射和透射电场、磁场之间的菲涅耳关系.详细讨论了当左手介质界面运动时,四种不同极化波入射下,电磁波反射、透射波所遵循的规律和菲涅耳公式.将推导结果进行分析和退化,阐述其物理意义,并就推导过程的正确性进行了验证.     

左-右手系材料界面上的表面波

利用严格的电磁理论证明2种偏振入射都能在各向同性的负折射材料与正折射材料界面上激发表面波,并推导出了相应表面波的传播波矢和激发条件.针对电磁波在非线性左手系材料中的传播性质,研究左、右手系材料界面上非线性TE表面波的传播行为,分析表明:2种界面上的非线性TE表面波均存在频率通带和禁带.     

消失态与Goos-H(a)inchen位移研究

假定媒质1中有一个光束以入射角0.向两媒质组成的界面入射,而界面两侧的媒质折射率为,n1、n2(n1>n2),入射角大于临界角即θ1>θ2 ;那么几何光学预期将发生全反射.但在实际上,光束进入了媒质2并在与界面平行方向前行一段距离,然后才返回媒质1.反射光束的令人惊奇的平移于1947年由Coos和H(a)nchen测出.在媒质2中,波由两个渡数所描述--与界面平行方向k11=kon1sinθ1,与界面垂直方向的虚波数k⊥=jko√n21sin2θ1-n22;而在垂直方向波呈指数式下降,即消失态.本文对消失态与GH位移作原理性研究,特别关注双界面问题.正如人们后来所知,部分反射时在入射波束与反射波束之间也有位移.然而,关于GH位移的精确理论至今尚不存在,实验研究变得重要了.例如,关于GHS谐振.关于反向GH位移,关于负群延时等等,均有待作进一步研究.     

矩形波导加载左手介质的场特性

简要介绍了介电常数ε和磁导率μ同时为负的左手介质的奇异特性。利用场分量匹配法给出了矩形波导对称加载单片左手介质时的场特性,并求出了色散方程。在此基础上分析了单片左手介质对称加载矩形波导时不同介电常数和不同加载厚度下截止波长的变化趋势,同时绘出了不同介电常数时的β—ω曲线,在传输常数为实数时,群速度很低甚至趋近于零。     

左手材料表面的电磁波反射特性

研究电磁波从真空投射到左手材料表面时的反射和折射现象,分析了反射波和折射波的振幅、偏振、相位的特征.研究表明,根据电容率ε和磁导率μ取值,可以将左手材料分为两类,它们具有不同的布儒斯特角,其反射波的偏振特性明显不同.对于电场垂直或平行于入射面的情形,折射波的相位行为相同,但是在布儒斯特角两侧反射波的相位跃变表现不同的特征.还探讨了εμ>1和εμ<1两种左手材料对反射波相位行为的影响,分析了反射波的相位特征,并对电磁波从真空投射到一般右手材料和投射到左手材料的情形进行了比较.