左手材料的反射特性与负折射率行为

利用平板波导法研究了不同入射角度下周期排列开口谐振环负磁导率材料、周期排列金属杆负介电常数材料以及左手材料微波反射特性，并利用劈尖法研究了左手材料的负折射特性.实验结果表明：负磁导率材料反射率曲线形成反射峰，其对应的反射峰频率与材料的谐振频率一致；负介电常数材料反射率接近0dB；左手材料出现单个反射较小的反射峰，其峰值反射率随入射角度的增大而变大，即反射能力增强，且反射峰与透射峰有相对频移.劈尖法测量还表明，左手材料在9800MHz频率附近出现负折射现象，其折射率n为-0.796. 关键词： 左手材料 反射 负折射率     

左手材料和负折射率

对于左手材料折射率的符号取法做了详细的分析,给出了n=εμ的来源.     

负折射材料的非寻常折射

负折射材料是近年来研究人员关注的新型材料,与常规材料相比,它有许多非寻常的表现,特别是光的折射,用惠更斯原理解释了负折射材料的折射规律,并分析了负折射材料制作的一些常用光学元件与传统材料制作的相应光学元件的不同作用。     

正负折射率材料组成的半无限一维光子晶体的反射率

计算了由正负折射率材料交替生长形成的半无限一维光子晶体的反射率,发现在带隙中,反射率等于1,在通带内,半无限结构的反射率是有限层结构迅速振荡的反射率平均的结果. 当该结构中正负折射率材料的光学厚度相互抵消时,会出现零平均折射率能隙.解析地证明了该结构零平均折射率附近的能隙几乎不随入射角度和偏振情况变化,而且跟晶格常数的标度无关. 关键词： 半无限光子晶体 反射率 负折射率     

缺陷对左手材料负折射的调控行为

采用电路板刻蚀技术制备左手材料样品，由劈尖法分别研究了无缺陷和引入缺陷时左手材料的负折射特性.实验结果表明，引入两种点缺陷材料与无缺陷材料的功率峰值之比分别为1.035和1.256，且负折射率的绝对值分别增大了9.6%和19.6%；引入空位缺陷材料与无缺陷材料的功率峰值之比最大为1.973，最小为0.364，负折射率的绝对值最大增大了68.3%，最小增大了9.6%.缺陷的存在改变了左手材料周期性结构，形成新的电磁谐振条件，使其负折射率和功率峰值发生了变化，实现了对左手材料负折射率的调控. 关键词： 左手材料 负折射 缺陷     

MnO_2/石墨烯复合电极材料的制备与储能性能

以葡萄糖为还原剂,天然石墨片为原料,采用Hummer法制备了石墨烯粉末(Graphene);并以该产物、KMnO4和HCl为原料,采用水热法制备了MnO2/Graphene复合材料。用扫描电子显微镜和X射线衍射对所制备的复合材料进行了表征,结果表明,水热法制备的MnO2材料为纯的α-MnO2相,且石墨烯粉末的加入并没有影响MnO2的晶体结构。在1mol/L Na2SO4电解液中进行了循环伏安和计时电位扫描测试,电极材料电化学性能稳定,具有较好的可逆性,在1.27mA/cm2电流密度下进行充放电测试时,电极比电容为147.9F/g;再循环1000次后,电极仍能保持稳定的电容,是一种理想的电化学电极材料。     

负媒质模型的时域有限差分法分析

负折射率媒质是一种人造媒质,在某一微波波段内其介电常数和磁导率同时为负值。对TE模电磁场满足的麦克斯韦方程组进行数值处理,解决了直接利用时域有限差分方法在Yee’s网格下计算负折射率媒质内部场分布时的数值发散问题。通过数值算例,验证了方法的可行性,模拟了负折射率媒质内部及周围的电磁场分布。     

电磁波在左右手介质界面折射与反射特性的研究

研究了电磁波在左右手介质界面折射与反射的特性,给出了折射系数和反射系数,从另外一个方面探讨了最小作用量原理在左手材料中的适用性;从电动力学和最小作用量原理证明了Snell定律,验证了Snell定律在左手材料中的适用性,并且得到Fresnell公式在左右手材料中的一致性.     

Photon mass and negative index of refraction

A mathematical expression is established for negative refractive index within the context of non-zero photon rest-mass. From this expression, a key inequality involving the mass in question as a function of wavelength is derived. In addition, an approximate parabolic relationship for the refractive index is obtained.     

由电感测量铁氧体材料的居里温度

为测量铁氧体磁芯材料的居里温度，将含有铁氧体磁芯的螺绕环置于自制的可变温度的样品室中，用电感测量仪测量螺绕环在不同温度下电感量．得到电感随温度的变化曲线，从而确定磁芯的居里温度．     

On negative refraction in electron optics

Negative refraction is investigated within the context of both relativistic and non-relativistic electron optics. In fact, starting from the de Broglie wave-particle dualism, the negative refractive index as a function of wavelength is determined for both relativistic and non-relativistic electrons. Comparison with photon optics is done. Negative refractive index averaged over both sufficiently small and sufficiently large wavelength ranges is found to be tending to minus unity and minus infinity, respectively. In addition, the sensitivity to wavelength of the negative refractive index is evaluated.     

负折射率材料对产生Casimir排斥力的影响

研究了负折射率材料对产生Casimir排斥效应的影响. 两材料板间的Casimir排斥力的发生取决于两板以及其间媒质的电磁特性,通过理论与数值结果的分析研究给出电磁特性所影响排斥力的产生趋势. 对于由Drude-Lorentz型色散关系描述等效介电常数和磁导率的负折射率材料,调节各特征频率参数可实现Casimir排斥效应. 关键词： Casimir排斥力 负折射率材料 Drude-Lorentz型色散关系     

Synthesis of NiCo2S4 nanospheres/reduced graphene oxide composite as electrode material for supercapacitor

The NiCo₂S₄ nanospheres arrayed on the surface of reduced graphene oxide (rGO) was fabricated via one-step hydrothermal method. The effect of initial feeding mass of Ni(NO₃)₂·6H₂O and Co(NO₃)₂·6H₂O to rGO on the microstructure and electrochemical performance of the as-prepared composites was studied. The results indicated that the specific capacitances of the composites were first increased and then reduced due to the aggregation of NiCo₂S₄ nanospheres. NiCo₂S₄ nanospheres/rGO composites exhibited a remarkable specific capacitance of 1406 F/g and excellent cyclic stability of 82.36% at the current density of 1 A/g, which were better than those of individual NiCo₂S₄ (792 F/g and 64.77%) counterpart. These results showed that the as-prepared NiCo₂S₄ nanospheres/rGO composites were outstanding candidate for electrode material of supercapacitors.     

负折射率材料单球面近轴成像奇特规律的研究

研究了负折射率(n′<0)材料单球面折射对近轴光线的成像规律.理论推导证实负折射率材料单球面近轴成像的所有公式与我们所熟悉的常规材料(n′>0)单球面的完全相同,但由于n′<0,它的成像规律完全不同于常规材料的.文中通过物距-像距曲线比较了两种材料的物-像关系,并对(n′<0,f′>0,f>0)情形下的物像位置、虚实正倒、缩放规律等进行阐述,给出了物像空间的对应图示.     

负折射率材料对隐失波的幅度增益

分析了隐失波透过负折射率材料制成的透镜时,可以实现相位的调整,从而实现波的聚焦的原理;另外利用叠加原理(干涉法)及场量匹配法分析了负折射率材料如何实现对隐失波的振幅的放大,得到负折射率材料对隐失波有幅度增益,行波和隐失波都能聚焦成像的结论;并利用传输线理论提出隐失波透过负折射率材料平板时可等效地形成一个LC振荡电路,从而实现对隐失波的幅度增益.     

负折射率介质测试装置设计与测试

为深入了解负折射率媒质的奇异传输特性,基于斯涅耳折射原理,设计并加工了一种用于测试X波段（8.2~12.4 GHz）,以亚铁磁材料为基体,内嵌金属线阵列宏结构的负折射率介质样品折射特性的实验装置。分别测试了楔形石蜡样品和楔形负折射率介质样品在X波段的折射特性,对石蜡样品测试结果的分析证明了该折射特性测试装置的有效性,对负折射率介质样品测试结果的分析证明了合成介质确实具有负折射效应。通过电磁仿真方法,测试了平行板负折射率介质的波束位移特性,进一步证明了该种合成介质的负折射特性。     

Microwave left-handed composite material made of slim ferrite rods and metallic wires

This paper reports on experimental study of the microwave properties of a composite material consisting of ferrite and copper wires. It finds that the slim ferrite rods can modify the magnetic field distribution through their anisotropy, so that the ferrite's negative influence on the copper wires' plasma will be reduced. Left-handed properties are observed even in the specimen with close stuck ferrite rods and copper wires.     

基于硅柱-磁性液体体系的光子晶体的可调谐负折射特性研究

本文研究了硅柱在MnFe₂O₄磁性液体背景中排列成六边形结构的二维光子晶体的可调谐负折射特性. 利用平面波展开法和时域有限差分法理论研究了硅柱-磁性液体体系二维光子晶体的带隙结构、等频曲线和负折射现象随外磁场强度的变化关系. 模拟结果表明, 硅柱-磁性液体体系二维光子晶体工作在TE模式时, 其负折射特性可由外磁场调节. 在固定背景溶液的磁性颗粒体积分数和入射光频率时, 所研究的折射光束的偏转角和光子晶体的负折射率绝对值随外磁场的增大而增大, 而在固定背景溶液的磁性颗粒体积分数和外磁场强度时, 负折射角和负折射率的绝对值随入射光归一化频率增大而减小. 固定外场强度和入射光频率时, 所研究结构的负折射特性随背景溶液的磁性颗粒体积分数增大而变弱.     

Numerical simulations of negative-index refraction in a lamellar composite with alternating single negative layers

Negative-index refraction is demonstrated in a lamellar composite with epsilon-negative (ENG) and mu-negative (MNG) materials stacked alternatively. Based on the effective medium approximation, simultaneously negative effective permittivity and permeability of such a lamellar composite are obtained theoretically and further proven by full-wave simulations. Consequently, the renowned left-handed metamaterial comprising split ring resonators and wires is interpreted as an analogy of such ENG--MNG layers. In addition, beyond the effective medium approximation, the propagating field squeezed near the ENG/MNG interface is demonstrated to be left-handed surface waves with backward phase velocity.     

Role of shape of hole in transmission and negative refractive index of sandwiched metamaterials

Transmission and negative refractive index （NRI） of metal-dielectric-metal （MDM） sandwiched metamaterial perfo- rated with four kinds of shapes of holes are numerically studied. Results indicate that positions of all transmission peaks of these kinds of holes are sensitive to the shape of the hole. Under the same conditions, the circular hole can obtain the maximum NRI and the rectangular hole can obtain the maximum frequency bandwidth of NRI. Moreover, the figure of merit （FOM） of the circular hole is the maximum too. As a result, we can obtain a higher NRI and FOM metamaterial by drilling circular hole arrays on MDM metamaterial.