TE波辐射下超材料正方形电磁斗篷特性分析

利用有限元方法分析了TE波辐射下,超材料正方形斗篷的电磁特性.发现当超材料的介电常数、磁导率和电导率偏离理论值5%时,斗篷外的电场发生了明显变化;当超材料的介电常数、磁导率和电导率为理论值时,不论在斗篷内放置什么特性的材料,也不论斗篷内壁上的边界条件如何,超材料正方形斗篷都具有隐形作用.所得到的仿真结果与Rahm等人的结果进行了比较,证明了所采用电磁模型的有效性.     

亚波长银粒子/孔的光谐振特性

基于异质材料的有效介电常数理沦,仿真了二维亚波长银粒子/孔的等效复介电常数,证实了亚波长金属银粒子/孔的光谐振特性.对于在介质内放咒银粒子的模型,当光频率高于银的等离子体频率时,异质材料的等效介电常数的实部为负;在等离子体频率附近,等效介电常数的虚部存在谐振峰,粒子增大,谐振峰红移;在谐振频率点,银粒子周围局域场最大.在金属银上开孔,并填充不同介电常数的材料时,也存在类似的效应.并且孔内填充材料的介电常数增大,谐振峰红移,在相同介电常数的条件下,孔增大,谐振峰蓝移.光谐振现象与金属粒子/孔的形状有关,因此,光与亚波长金属粒子/孔相互作用的机理为等离子体模和谐振模,异质材料的有效介电常数理论是研究亚波长金属粒子/孔异常光增强现象的有力工具.     

零电磁材料特性模拟及分析

 利用时域有限差分法分别模拟了线源、TM波和偶极子激励下零电磁材料的角度滤波和波形变换特性。仿真结果表明:当电磁波的入射方向垂直于零电磁材料表面时,电磁波可完全穿过零电磁材料;对不同表面形状的零电磁材料,透射波的相位完全由材料输出面决定;在线源或偶极子上覆盖一层输出面为平面的零电磁材料,其辐射可变换成平面波,并且多个线源或偶极子组成的天线阵,单元天线的数目增加至N个时,其辐射场强也提高为N0.5倍。     

近零材料特性及应用探讨

分析了二维平行板波导与近零材料(ENZ)的电磁相互作用,证实了近零材料的电磁压缩和超耦合效应.通过改变近零材料区平行板波导的几何形状,发现二维平行板波导存在低频谐振峰、特征峰和高频谐振峰,低频峰的位置由近零材料决定,高频峰的位置由几何形状决定.在超耦合区填充不同介电常数的材料,发现谐振峰产生红移,并且低频峰位于特征峰的左侧.基于近零材料的特性,提出光传感器和光功分器两个应用方案,在1.2～2 μm波段,光传感器的灵敏度为Δλ/Δε=100 nm;在1.3 μm波段,光功分器的插入损耗接近0 dB.仿真结果表明近零材料具有特异的电磁性能,可用于设计光传感器和光分配器,有望在光通信和光电子器件领域得到广泛应用.     

TE波辐射下超材料圆柱电磁斗篷特性分析

利用有限元方法分析了TE波辐射下,超材料圆柱斗篷的电磁特性。发现当超材料的介电常数、磁导率和电导率偏离理论值0.5%时,斗篷外的电场发生了明显变化;当超材料的介电常数、磁导率和电导率为理论值时,不论在斗篷内放置什么特性的材料,也不论斗篷内壁上的边界条件如何,超材料圆柱斗篷都具有隐形作用。仿真结果与Cummer等人的结果进行了比较,证明了电磁模型的有效性。     

TE波辐射下超材料椭圆柱电磁斗篷特性分析

 利用有限元方法分析了TE波辐射下,超材料椭圆柱斗篷的电磁特性。研究发现：当超材料的介电常数、磁导率和电导率偏离理论值0.5%时,斗篷外的电场发生了明显变化;当材料的介电常数、磁导率和电导率为理论值时,不论在斗篷内放置什么特性的材料,也不论斗篷内壁上的边界条件如何,超材料椭圆柱斗篷都具有隐形作用。