左手性介质透镜系统的赛德尔像差特性研究

根据初级像差理论，系统研究了由左手性介质构造的透镜系统的赛德尔像差特性.分析了左手性介质单折射曲面的赛德尔像差特性，发现其消初级球差的曲面类型比普通介质更为灵活且可用于实成像系统.依据薄透镜赛德尔和数公式，分析和设计了三种只有左手性介质才具备的可消部分赛德尔像差的薄透镜结构参数，提出了几种能同时消除全部五种赛德尔像差的由左手性介质构造的透镜组合系统.研究表明左手性介质相对于普通介质在消像差方面存在较大优势，在光学设计时可以采用更少的折射表面个数或更简单的表面形状即可到达同等的成像性能.     

电磁诱导下Y型四能级原子系统的左手效应

采用了一个闭合的Y型四能级原子系统,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,考虑偶极近似和旋转波近似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.在弱探测场条件下,当探测光的拉比频率增加时,介质实现左手效应的频率范围减小并且与之相对应的折射率和吸收系数也发生变化.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,使得左手材料在实验上的实现也得到了进一步的扩展,同时也扩展了电磁诱导的应用领域.     

电磁诱导下Y型四能级原子系统的左手效应

采用了一个闭合的Y型四能级原子系统,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,考虑偶极近似和旋转波近似,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.在弱探测场条件下,当探测光的拉比频率增加时,介质实现左手效应的频率范围减小并且与之相对应的折射率和吸收系数也发生变化. 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,使得左手材料在实验上的实现也得到了进一步的扩展,同时也扩展了电磁诱导的应用领域.     

基于左手介质后向波特性的微带天线小型化研究

基于色散性稳定、频带宽、电尺寸小的左手介质结构单元，设计了一种左手介质和传统介质相结合的微带天线基板结构，利用左手介质的后向波效应对传统介质中传播后的电磁波进行相位补偿，从而实现微带天线小型化设计.理论计算和数值仿真结果表明，工作于4.7 GHz的微带天线的物理尺寸被减小了37.92%，突破了传统微带天线的半波长要求的限制，而小型化的微带天线的增益、带宽等性能方面与传统天线相当，证明了用左手介质小型化微带天线的可行性和实用性.     

十字环型左手材料单元结构设计与仿真

提出了一种新型十字环型左手材料结构单元.该结构只需在介质板单侧蚀刻, 即可在二维方向上产生等效负介电常数和等效负磁导率.通过理论分析, 提出场-路结合的等效源分析法以计算等效介电常数、磁导率, 并据此对十字环型结构单元的左手特性激发机理进行了论证. 后采用Nicolson-Ross-Weir 等效参数法提取了十字环型单元阵列的相对介电常数和相对磁导率, 并通过棱镜实验对材料的负折射特性进行了验证.实验表明, 该左手材料在6.8-6.9 GHz频段具有二维入射左手特性. 此种左手材料制作工艺相对简单, 为左手材料在微波器件领域的应用提供了一种较为实用的设计方案.     

在梯形四能级原子系统量子调控下的左手效应

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。     

关于左手性介质几何光学的研究（二）

利用几何光学方法研究了由左手性介质制成的简单透镜的光学特性.推理分析了左手性介质透镜处球形界面的负折射规律，并依此表明了常用光学公式仍适用于左手性介质.指出了左手性介质透镜相对于用传统介质制作的普通透镜所具备的固有优点，最后证实了利用单块左手性介质透镜即可完全消球差，并相应提供了零球差左手性介质透镜的设计实例.     

谈谈“左手材料”

 “左手材料”(left-handedmaterials)是指在一定的频段下同时具有负的磁导率和负的介电常数的材料。电磁波在这种材料中的传播特性与在一般材料中相比有很大的不同,比如光在左手材料中的行进方向与能量传播的方向相反、完全相反的折射定律等等,“左手材料”颠覆了一般材料中所普遍遵循的“右手规律”。早在1968年,俄罗斯理论物理学家维西拉格(Veselago)就对电磁波在介电常数ε和磁导率μ同时为负数的介质中的传播及相关特性作过理论上的研究,但由于当时自然界中并没有发现这类介质材料,所以他的研究结果一直没有得到实验上的直接验证,人们对左手材料的兴趣也因此降温。     

新型小型化的平面左手介质微带线及其后向波特性验证

基于裂缝谐振环结构的降频技术,首先设计了一种电尺寸较小的左手介质微带线单元,并根据电磁波在微带线上的传输和反射数据,分别计算了左手介质的有效介电常数和有效磁导率.之后针对左手介质八元阵列进行三维电磁仿真实验,结果表明该八元阵列在左手介质频段上具有独特的后向波效应,从而证实了该左手介质频段的存在.与传统的左手介质微带单元相比,阐述的左手介质单元的电尺寸减小了60%,而且结构简单,便于加工,适用于平面电路器件的小型化等应用研究工作. 关键词： 左手介质 小型化 双负特性 后向波特性     

左右手系材料界面处全反射行为的特性

基于电磁场理论，推导了左右手系材料界面处发生全反射时的物理特性，分析了相位变化情况.提出利用左右手系材料构成周期性结构，观测全反射时介质中隐失波干涉的实验设想，并从理论上计算了干涉条纹的分布. 关键词： 左手材料 负折射率 全反射 隐失波     

介质层厚对含负折射率介质Bragg微腔的影响

研究了介质层厚对含负折射率介质一维光子晶体Bragg微腔的缺陷模和双稳态的影响.在中心频率附近将传输矩阵各矩阵元采用泰勒级数展开并取一级近似,得到了缺陷模频率与介质层厚的关系式及品质因子公式.研究结果表明：一级近似法能很好地解释中心频率附近介质层厚对缺陷模频率的影响.理想Bragg微腔结构的缺陷模品质因子最大；递增正折射率介质层厚和增大缺陷层介质层厚、递减负折射率介质层厚及同时等量递减正和负折射率介质层厚,均可使缺陷模红移,双稳态阈值降低.     

Novel properties of wave propagation in biaxially anisotropic left‐handed materials

Some physically interesting properties and effects (including the quantum effects) of wave propagation in biaxially anisotropic left‐handed materials are investigated in this paper: (i) we show that in the biaxially gyrotropic left‐handed material, the left‐right coupling of circularly polarized light arises due to the negative indices in permittivity and permeability tensors of gyrotropic media; (ii) it is well known that the geometric phases of photons inside a curved fiber in previous experiments often depend on the cone angles of solid angles subtended by a curve traced by the direction of wave vector of light, at the center of photon momentum space. Here, however, for the light propagating inside certain anisotropic left‐handed media we will present a different geometric phase that is independent of the cone angles; (iii) the extra phases of electromagnetic wave resulting from the instantaneous helicity inversion at the interfaces between left‐ and right‐handed (LRH) media is also studied in detail by using the Lewis‐Riesenfeld invariant theory. Some interesting applications (e.g., controllable position‐dependent frequency shift, detection of quantum‐vacuum geometric phases and helicity reversals at the LRH interfaces etc.) of above effects and phenomena in left‐handed media is briefly discussed.     

含各向异性左手材料一维光子晶体的传输特性分析

采用光学传输矩阵方法,研究了由各向异性左、右手材料交替排列构成的一维人工周期结构的带隙结构和传输特性,讨论了反射率随入射角度的变化关系。结果表明,含各向异性左手材料的光子晶体比传统的光子晶体有更宽的禁带;含各向异性左手材料的一维光予晶体具有更好的角度特性,可以用来实现对某一低频波段的全方位反射;通过适当选取左手材料的参数,禁带中会出现狭窄的透射峰。     

含各向异性左手材料一维光子晶体微腔的Wannier-Stark态

通过传输矩阵方法,研究了含各向异性左手材料的一维光子晶体耦合微腔结构。结果表明,该结构中存在两类微带,一类位于常规的Bragg带隙,另一类位于零均值折射率带隙。当腔的厚度发生调制时,两类微带变成两类Wannier-Stark态。耦合微腔厚度梯度因子增大时,两类带隙中Bragg振荡周期都减小,而且透过率降低。     

Fermat原理在左手媒质中的推广

 在考虑左、右手媒质定义对比基础上，定义了广义折射率，并对Fermat原理的表述进行了推广。从电磁理论出发，得到了折射率的具体表示。广义的折射率可以通过媒质电参数有效地表现理想及人工复合左、右手媒质中折射的负正特性。以此所得理论可以有效描述由左、右手媒质所共同构成的折射率可变的混合稳态电磁或光学传输系统。讨论了折射率的高频形式，并对负折射现象进行了讨论。     

磁性材料进展

磁性材料大体上分为两类 :其一为铁磁有序的金属磁性材料 ;其二绝大多数为亚铁磁有序、具有半导体导电性质的非金属磁性材料 .5 0年代以前 ,金属磁性材料占绝对优势 ;5 0年代以后 ,非金属磁性材料发展成为磁性材料的主流 ,除电力工业用的高饱和磁化强度FeSi合金外 ,铁氧体几乎应用于各个领域 .历史似乎按螺旋形的方式发展 ,90年代后 ,金属磁性材料又以新的面貌出现 ,3d (4f,4d ,5d ,5f… )合金与化合物、非晶、纳米微晶磁性材料重领风骚 ,其性能远超越铁氧体 .纳米磁性材料将成为新的功能材料 .文章重点介绍了永磁材料与软磁材料 ,其他如磁记录材料、磁致冷材料、磁致伸缩材料等将作简单介绍 .     

模板技术制备一维纳米纤维及其阵列

以阳极多孔氧化铝膜为模板 ,制备了一系列一维结构材料及其阵列体系 ,材料的结构和阵列方式可调 .主要包括两方面内容 :通过功能单体的自由基聚合 ,制备了核壳结构的双重凝胶纳米纤维PDMA/PNH4AA及其阵列 ,控制氧化铝膜表面的润湿性 ,双重凝胶纳米纤维的核壳结构可以发生相反转 ,通过银离子与PNH4AA相的选择性复合 ,制备了柔性银纳米纤维或管 ;结合嵌段共聚物的自组装和无机物的溶胶 /凝胶过程 ,制备了一维有序介孔二氧化硅及其阵列体系 ,改变嵌段共聚物的浓度 ,可以控制二氧化硅的介观结构 .此材料易于进行异质复合 ,因而便于制备功能性一维复合材料及其阵列体系     

胶体晶体结晶过程与人造三维周期性集团点阵材料

胶体晶体结晶的物理过程和以胶体晶体为基的三维周期性集团点阵材料的制备是目前实验凝聚态物理的一个热点领域,文章对胶体粒在悬浮液中自组织有序化的物理机制、结构相变与形态的形成和以胶体晶体为基的人造三维周期性点材料作了介绍,无论是从实验上还是理论上看,对胶体体系中发生的自组织有序化的物理机制还有没有给出令人信服的证据和解释。而胶体晶体的制备为具有新异功能的三维周期性集团国材料设计开辟了一条新途径,因而在     

Elementary excitations for right and left handed electrical systems: Thermal-fluctuations comparison

Excitation modes of left handed and right handed electrical circuits are thermodynamically compared. Thermal fluctuations ratio of the internal energy as function of the temperature, number of cells and spatial dimension, are explicitly calculated. Analytically, in the high temperature limit both systems have similar thermal fluctuations. In the regime of low temperatures left handed systems support less thermal noise than right handed. These results are confirmed numerically. By comparison, left handed systems are more efficient as devices of information transmission.