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表面等离激元研究新进展 被引量:85
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作者 王振林 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2009年第3期287-324,共38页
随着理论研究的深入和现代微加工技术的进步,对支持表面等离激元的金属微纳结构体系的研究已形成了一门新兴学科方向,即表面等离激元光子学。由于表面等离激元具有独特的光学特性,在数据存储、超分辨成像、光准直、太阳能电池、生物传... 随着理论研究的深入和现代微加工技术的进步,对支持表面等离激元的金属微纳结构体系的研究已形成了一门新兴学科方向,即表面等离激元光子学。由于表面等离激元具有独特的光学特性,在数据存储、超分辨成像、光准直、太阳能电池、生物传感器以及负折射材料等方面有着重要的应用前景,成为当前广受国内外学者重视的热点研究领域之一。本文对表面等离激元的特点、基本现象,以及其带来的新颖效应及其应用研究前景的最新发展进行了介绍。 展开更多
关键词 表面等离极化激元 局域表面等离激元共振 增强光透射 传感 超构材料 金属开口环 电偶极子共振 磁共振 负折射 超透镜 隐身 亚波长光波导 量子效应 波粒二象性
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同时实现介电常数和磁导率为负的H型结构单元左手材料 被引量:57
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作者 刘亚红 罗春荣 赵晓鹏 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期5883-5889,共7页
基于用一种结构同时实现材料介电常数和磁导率为负的思想,提出了H型结构单元左手材料模型.采用矩形波导法测试表明,H型结构单元在微波频率范围出现左手透射峰,并且可以由参数t对左手特性区域进行调控.同时利用相位法、棱镜折射法和散射... 基于用一种结构同时实现材料介电常数和磁导率为负的思想,提出了H型结构单元左手材料模型.采用矩形波导法测试表明,H型结构单元在微波频率范围出现左手透射峰,并且可以由参数t对左手特性区域进行调控.同时利用相位法、棱镜折射法和散射参量法从实验和理论证明了在左手透射峰区域材料的折射率为负值,介电常数和磁导率亦同时为负.相对由金属开口谐振环与金属线两种结构组合实现的左手材料,H型结构集磁谐振与电谐振于一体,结构简单、制备方便,对微波器件左手材料表现出更多的优越性. 展开更多
关键词 左手材料 负折射 相位
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左手材料研究进展及应用前景 被引量:15
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作者 张世鸿 陈良 +1 位作者 徐彬彬 邓龙江 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期1-5,共5页
详细介绍了左手材料(同时拥有负磁导率和负介电常数)存在的理论依据、实现方法和基本电磁特性,针对其出现的新颖电磁特性介绍了它在隐身、光学和微波等领域的潜在应用,及其需进一步加强的工作和发展方向。
关键词 左手材料 负磁导率 负介电常数 负折射 隐身
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正负折射率材料组成的一维光子晶体的能带及电场 被引量:19
4
作者 王同标 刘念华 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期5878-5882,共5页
计算了由正负折射率材料交替排列组成的一维光子晶体的能带及电场,发现其能带不同于由普通正折射率材料组成的光子晶体的能带.当选择合适的参数时,由正负折射率材料组成的光子晶体的TE模或TM模有完全光子带隙出现,这在普通光子晶体中不... 计算了由正负折射率材料交替排列组成的一维光子晶体的能带及电场,发现其能带不同于由普通正折射率材料组成的光子晶体的能带.当选择合适的参数时,由正负折射率材料组成的光子晶体的TE模或TM模有完全光子带隙出现,这在普通光子晶体中不出现.导带中的电场波函数与普通光子晶体相比具有很强的局域性.对于负折射率材料层为色散介质的情况,计算了在不同的具有正负折射率区域能带. 展开更多
关键词 光子晶体 负折射率 能带
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光波段多频负折射率超材料 被引量:18
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作者 汤世伟 朱卫仁 赵晓鹏 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期3220-3223,共4页
从光波段圆孔形双鱼网结构的负折射材料模型出发,采用基于有限积分技术的CST软件系统研究了原胞结构的改变对负折射行为的影响.数值仿真结果表明,对原胞结构做微小调节也可获得负折射率频带的增大效应.将双鱼网结构改为阶梯形孔洞和半... 从光波段圆孔形双鱼网结构的负折射材料模型出发,采用基于有限积分技术的CST软件系统研究了原胞结构的改变对负折射行为的影响.数值仿真结果表明,对原胞结构做微小调节也可获得负折射率频带的增大效应.将双鱼网结构改为阶梯形孔洞和半球形孔洞结构,可以在更多的频段里出现负折射率,并且谐振频率发生了一定的红移.半球形孔洞的双鱼网结构可以方便地用化学模板法制备,这为从实验上实现红外及可见光波段的多频负折射材料提供了一种简单可行的方法. 展开更多
关键词 负折射率 多频段 双鱼网结构
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基于三角谐振环的新型六边形谐振环金属线复合周期结构左手材料性质研究 被引量:14
6
作者 张淳民 孙明昭 +1 位作者 袁志林 宋晓平 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期1758-1764,共7页
通过实验及仿真研究了三角谐振环组合新型六边形谐振环金属线复合周期结构左手材料.仿真研究了以金属铜三角开口谐振环(SRRs)为基本单元的周期结构负磁导率材料,与闭口环(CSRRs)结果对比发现三角开口谐振环能产生很好的谐振效果即能产... 通过实验及仿真研究了三角谐振环组合新型六边形谐振环金属线复合周期结构左手材料.仿真研究了以金属铜三角开口谐振环(SRRs)为基本单元的周期结构负磁导率材料,与闭口环(CSRRs)结果对比发现三角开口谐振环能产生很好的谐振效果即能产生负磁导率,并且多层单元仿真发现多个谐振环耦合能提高谐振频率并加宽谐振频段;设计、制作并实验和仿真研究了三角开口环为基本单元的六边形谐振环金属线复合周期结构左手材料,仿真结果在9.8GHz附近出现良好负折射效应,实验验证在9.3—10.8GHz出现良好负折射效应,与仿真结果具有良好的一致性.该研究对新型周期结构左手材料的研究、设计和研制具有重要的科学意义和应用前景. 展开更多
关键词 左手材料 三角环组成的六边形谐振环 负折射
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局域共振型声学超材料机理探讨 被引量:13
7
作者 刘娇 侯志林 傅秀军 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第15期261-268,共8页
本文以二维固体薄板中的弹性波传播为例,对基于共振子结构的声学超材料带隙机理进行了探讨,证明在声学超材料中带隙形成既与共振子对波的散射相位有关,也与波在共振体之间的几何传播相位有关.通过调节散射相位和几何传播相位均能实现对... 本文以二维固体薄板中的弹性波传播为例,对基于共振子结构的声学超材料带隙机理进行了探讨,证明在声学超材料中带隙形成既与共振子对波的散射相位有关,也与波在共振体之间的几何传播相位有关.通过调节散射相位和几何传播相位均能实现对色散关系的调控.基于这一理解,探究了弹性波超材料中的次波长缺陷态和负折射现象的实现条件. 展开更多
关键词 声学超材料 负折射 缺陷态
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超常介质非线性光学研究进展 被引量:11
8
作者 文双春 戴小玉 项元江 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期803-810,共8页
光与超常介质相互作用时,光的磁场也变得很重要。超常介质的色散磁导率导致光与超常介质的非线性相互作用呈现出许多新特性。总结了超常介质中二阶非线性光学现象的国内外研究进展,报道了在三阶非线性超常介质中光的传输特性方面的研究... 光与超常介质相互作用时,光的磁场也变得很重要。超常介质的色散磁导率导致光与超常介质的非线性相互作用呈现出许多新特性。总结了超常介质中二阶非线性光学现象的国内外研究进展,报道了在三阶非线性超常介质中光的传输特性方面的研究结果,包括传输模型的建立、调制不稳定性、孤子和自聚焦现象等。 展开更多
关键词 非线性光学 超常介质 负折射 调制不稳定性 孤子 自聚焦 倍频 参量放大
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左手介质组成的完美透镜的两种不同的理论分析 被引量:12
9
作者 王永华 熊天信 唐科 《四川师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期460-463,共4页
在分析了两种不同的左手介质组成的基础上,根据电磁理论,从传统透镜的理论缺陷入手,利用传统光学性质和传输线理论两种不同的方法来分析,利用倏逝波在左手介质中被放大的性质,解析地研究由左手介质组成的完美透镜以及完美透镜成像的原理.
关键词 左手介质 负折射 周期性 完美透镜 倏逝波
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高斯波束在双负媒质中的传播特性分析 被引量:9
10
作者 丁伟 张玉 梁昌洪 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期129-133,共5页
提出了一种基于Drude色散媒质模型的2维TM模时域有限差分法,数值模拟了高斯波束从自由空间垂直入射和斜入射到双负媒质(介电常数和磁导率同时为负)平板后的折射现象,并给出了平板内外的电场强度分布。模拟结果显示:垂直入射时,双负媒质... 提出了一种基于Drude色散媒质模型的2维TM模时域有限差分法,数值模拟了高斯波束从自由空间垂直入射和斜入射到双负媒质(介电常数和磁导率同时为负)平板后的折射现象,并给出了平板内外的电场强度分布。模拟结果显示:垂直入射时,双负媒质平板对高斯波束具有汇聚作用,通过改变媒质的折射率,可以控制高斯波束通过组合平板的传播时间而不发生衰减;斜入射时,折射波束与入射波束均位于法线的同一侧,高斯波束在双负媒质与空气交界面处发生了负折射。 展开更多
关键词 Drude色散媒质 TM模 时域有限差分法 高斯波束 双负媒质 负折射
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太赫兹超常材料及应用 被引量:10
11
作者 方安乐 戴小玉 +2 位作者 凌晓辉 文双春 范滇元 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2010年第5期1-9,共9页
超常材料具有人工设计的结构,并有自然材料所不具备的超常物理性质。超常材料的电磁响应灵活可调,对太赫兹(THz)技术意义非凡。THz超常材料的实现和迅速发展为太赫兹技术的发展和应用带来了新的机遇。总结了THz波段超常材料的研究进展,... 超常材料具有人工设计的结构,并有自然材料所不具备的超常物理性质。超常材料的电磁响应灵活可调,对太赫兹(THz)技术意义非凡。THz超常材料的实现和迅速发展为太赫兹技术的发展和应用带来了新的机遇。总结了THz波段超常材料的研究进展,包括THz波段超常材料的构造及制备、基于超常材料的THz波器件以及超常材料在THz波技术中的其他应用。 展开更多
关键词 超常材料 太赫兹(THz) 负折射 光子晶体
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含单负介质层受阻全内反射结构的光子隧穿现象研究 被引量:10
12
作者 项元江 文双春 唐康凇 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期2714-2719,共6页
利用稳定相位理论得到了光子穿越含单负介质层受阻全内反射结构的隧穿时间以及光子穿透光学势垒后产生的横向位移.分析结果表明,当势垒为单负介质时,光子隧穿可能表现出负的隧穿时间和负的横向位移.隧穿时间和横向位移存在Hartman效应,... 利用稳定相位理论得到了光子穿越含单负介质层受阻全内反射结构的隧穿时间以及光子穿透光学势垒后产生的横向位移.分析结果表明,当势垒为单负介质时,光子隧穿可能表现出负的隧穿时间和负的横向位移.隧穿时间和横向位移存在Hartman效应,使得光子隧穿过程具有超光速性质.此外,基于TM波和TE波通过负介电常数介质和负磁导率介质势垒产生的横向位移的方向正好相反,得到了一种有效的区分两类单负介质的方法. 展开更多
关键词 光子隧穿 负折射 单负介质 超光速
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Numerical Study on Left-Handed Materials Made of Ferrite and Metallic Wires 被引量:9
13
作者 蔡小兵 周潇明 胡更开 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2006年第2期348-351,共4页
Due to coupling effect, we show that it is difficult to realize the left-handed material by placing metallic wires directly into a ferrite matrix. However by introducing an insulating material round the metallic wires... Due to coupling effect, we show that it is difficult to realize the left-handed material by placing metallic wires directly into a ferrite matrix. However by introducing an insulating material round the metallic wires to decouple the direct interaction between the metallic wire and ferrite matrix, we have proposed two microstructures, which are shown by numerical simulation to have negative refractive indexes. The influence of microstructure on the transmission property is also examined. 展开更多
关键词 negative refraction INDEX
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左手材料设计及透明现象研究进展 被引量:7
14
作者 周萧明 蔡小兵 胡更开 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期517-536,共20页
左手材料具有负的介电常数,磁导率和折射率,它与电磁波相互作用的规律与传统材料有本质的区别.首先讨论了金属线点阵结构实现负介电常数和开口谐振环点阵结构实现负磁导率的内在机理,综述了目前实现左手材料的设计与制备方法,讨论了左... 左手材料具有负的介电常数,磁导率和折射率,它与电磁波相互作用的规律与传统材料有本质的区别.首先讨论了金属线点阵结构实现负介电常数和开口谐振环点阵结构实现负磁导率的内在机理,综述了目前实现左手材料的设计与制备方法,讨论了左手材料研究中能量如何定义以满足守恒律,左手材料的宏观等效参数的确定,以及影响左手材料负折射相对频带带宽的因素。最后对左手材料在光子隧道效应和电磁波透明方面的应用进行了介绍,重点讨论了利用力学中的"中性夹杂"概念对电磁波透明的设计.论文还探讨了声波左手材料的概念和物理意义,介绍了用声波左手材料实现声波透明的方法. 展开更多
关键词 负介电常数 负磁导率 负折射 左手材料 超材料 电磁波 声波
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含负折射率材料的Thue-Morse序列结构的光学透射谱 被引量:9
15
作者 罗黎平 刘念华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1615-1619,共5页
讨论了由正折射率材料和具有色散的负折射率材料构成的ThueMorse序列结构的透射谱,用传输矩阵元的递推关系式计算透射率.数值计算结果表明,这种系统存在一个n=0带隙,它与Bragg带隙相比,对入射角变化和电场偏振方向的变化更不敏感.此外,... 讨论了由正折射率材料和具有色散的负折射率材料构成的ThueMorse序列结构的透射谱,用传输矩阵元的递推关系式计算透射率.数值计算结果表明,这种系统存在一个n=0带隙,它与Bragg带隙相比,对入射角变化和电场偏振方向的变化更不敏感.此外,带隙的位置不随序列阶数的不同而变化.同时,对TM序列结构完全透射态的场分布进行了研究,发现光强的分布具有与晶格结构相似的分布. 展开更多
关键词 光子晶体 负折射率 非周期结构
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波状结构二维光子晶体近场亚波长成像的研究 被引量:8
16
作者 厉以宇 顾培夫 +2 位作者 李明宇 张锦龙 刘旭 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1409-1413,共5页
研究了波状结构二维光子晶体(2DPC)在红外波段的负折射近场成像,对其等频面进行了分析,指出波状结构二维光子晶体无法实现负折射远场成像的原因在于缺少与入射介质等频面相匹配的光子晶体圆形等频面,所用的矩形等频面使波状膜层二维光... 研究了波状结构二维光子晶体(2DPC)在红外波段的负折射近场成像,对其等频面进行了分析,指出波状结构二维光子晶体无法实现负折射远场成像的原因在于缺少与入射介质等频面相匹配的光子晶体圆形等频面,所用的矩形等频面使波状膜层二维光子晶体不可避免地具有各向异性特征,进而将成像限制在近场范围内。采用时域有限差分(时域有限差分)方法模拟了不同厚度的波状结构二维光子晶体近场成像效果,当厚度为两倍栅格常量时,单光源的成像分辨力为0.28λ,达到亚波长分辨效果。分辨力随着光源逐渐远离近场范围而降低,而像点的位置基本不随光源距离和光子晶体厚度的变化而改变。双光源的成像模拟进一步验证了波状结构二维光子晶体的近场亚波长成像能力,分辨力达到0.35λ,但成像质量受光子晶体厚度变化的影响较大。 展开更多
关键词 光电子学 光子晶体 时域有限差分 负折射 亚波长成像
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光子晶体中的反常折射现象 被引量:9
17
作者 仇欣杰 陈鸿 李宏强 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第12期1317-1321,共5页
本文介绍了光子晶体中反常折射现象研究的最新实验和理论进展 ,并探讨一维光子晶体中的反常折射现象。
关键词 光子晶体 反常折射 负折射率 波分复用
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单轴晶体中的负折射现象研究 被引量:7
18
作者 罗海陆 胡巍 +2 位作者 易煦农 刘海英 朱静 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1249-1253,共5页
分析了在各向同性介质和单轴晶体界面实现负折射的最佳条件。计算发现,通过调节光轴角和各向异性参量可以使得负折射现象更为明显,获得最佳光轴角和最大入射临界角。各向异性强的晶体实现负折射的入射角范围可能会很大。讨论了单轴晶体... 分析了在各向同性介质和单轴晶体界面实现负折射的最佳条件。计算发现,通过调节光轴角和各向异性参量可以使得负折射现象更为明显,获得最佳光轴角和最大入射临界角。各向异性强的晶体实现负折射的入射角范围可能会很大。讨论了单轴晶体中和负折射率介质中的负折射现象的区别:负折射率介质中的负折射是由负的折射率引起的,单轴晶体中是由于各向异性决定的。同时还发现单轴晶体中的能流负折射现象不能实现Pendry在理论上所预言的完美透镜。 展开更多
关键词 光学材料 负折射 单轴晶体 色散方程 完美透镜
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基于一维金属-介质周期结构的偏振分束 被引量:7
19
作者 张锦龙 刘旭 +1 位作者 厉以宇 顾培夫 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1788-1792,共5页
分析了一维金属-介质周期结构的能带特性,根据一定频率范围内TM波(磁场方向与界面平行)在结构中的负折射以及TE波的正常折射,提出了一种偏振分束器件。利用传输矩阵法(TMM)模拟了该结构对入射高斯光束的偏振分束作用,讨论了不同入射角... 分析了一维金属-介质周期结构的能带特性,根据一定频率范围内TM波(磁场方向与界面平行)在结构中的负折射以及TE波的正常折射,提出了一种偏振分束器件。利用传输矩阵法(TMM)模拟了该结构对入射高斯光束的偏振分束作用,讨论了不同入射角度下的偏振分束能力,并结合实际金属参量,分析了金属层吸收对结构特性的影响。结果表明该结构在55°附近入射时有最好的性能;在吸收作用下结构偏振分束能力有一定的减小,TM波透射比发生了较大变化,TE波效果较好;随着周期数增加,结构透射比下降,但分光能力显著提高;在工作波段上随着波长增大,金属层吸收对器件的影响减弱。该结构能实现宽波段、宽角度、较高透射比的偏振分束。 展开更多
关键词 光学材料 光子晶体 偏振分束 负折射 金属-介质
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二维空气孔型光子晶体负折射平板透镜的减反层 被引量:8
20
作者 张波 王智 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期1404-1408,共5页
提出并优化了由单排渐变介质波导构成的二维空气孔型光子晶体负折射平板透镜表面的减反层,改善了成像质量.二维时域有限差分模拟计算结果表明,采用减反层后,在入射角小于23°的范围内,在使得有效折射率neff=-1的工作频率处,光子晶... 提出并优化了由单排渐变介质波导构成的二维空气孔型光子晶体负折射平板透镜表面的减反层,改善了成像质量.二维时域有限差分模拟计算结果表明,采用减反层后,在入射角小于23°的范围内,在使得有效折射率neff=-1的工作频率处,光子晶体表面对从空气一侧入射的平面波的反射率可降低到1%以下. 展开更多
关键词 光子晶体 负折射 平板透镜 减反层
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