人工微结构的电磁传播性质
发布时间:2018-04-08 10:04
本文选题:人工微结构 切入点:零折射率材料 出处:《苏州大学》2016年硕士论文
【摘要】:通过设计亚波长的人工微结构,实现具有奇异特性的人工材料,如负折射材料,零折射材料,梯度材料等,在最近十几年,成为一个热门的研究课题。其中,零折射率材料、超表面以及双各向异性材料,是人工微结构研究的三个重要分支,而且在生产生活中,有广泛的潜在应用。本文在简要回顾人工微结构研究进展的基础上,就这三个分支展开讨论,并进一步深入地研究。文章首先研究了,完美电导体(PEC)缺陷对零折射率材料传输特性的影响。我们利用具有狄拉克色散的介质光子晶体来实现双零折射率材料。我们发现,PEC的尺寸和大小均能影响这种零折射率材料的透射率,因此,我们对于利用缺陷对零折射率材料传输性质的调控提出了一些新的方法。其次,基于对双各向异性材料的研究,我们发展了一套实验测量方法,通过测量所有散射矩阵参数(S参数),来得出双各向异性材料所具备的多重电磁量。基于此种测量方法,我们还设计出一种“SM”字型双各向异性微结构单元,通过对“SM”字型结构,电流分布的模拟结果的分析,讨论了其内在电磁耦合的物理机制。最后,我们设计了一种超表面,这种超表面具有不依赖于入射波偏振的反射聚焦功能。利用微波实验,我们很好的验证了此聚焦效应。这些工作,使人工微结构无论在物理机制上还是在生产生活中的应用都得到了进一步探索。
[Abstract]:Artificial materials with singular characteristics, such as negative refraction materials, zero refraction materials, gradient materials and so on, have become a hot research topic in the last decade by designing subwavelength artificial microstructures.Among them, zero refractive index materials, supersurface materials and bianisotropic materials are the three important branches of artificial microstructure research, and have a wide range of potential applications in production and life.On the basis of a brief review of the research progress of artificial microstructures, this paper discusses these three branches and further studies them.In this paper, we first study the effect of perfect electric conductor PECs on the propagation characteristics of zero refractive index materials.We use dielectric photonic crystals with Dirac dispersion to achieve double zero refractive index materials.We find that the size and size of the PEC can affect the transmittance of the zero-refractive index material. Therefore, we propose some new methods to regulate the transmission properties of the zero-refractive index material by using defects.Secondly, based on the study of bianisotropic materials, we have developed a set of experimental measurement methods. By measuring all the scattering matrix parameters and S parameters, we can get the multiple electromagnetic quantities of bianisotropic materials.Based on this measurement method, we also design a "SM" zigzag bianisotropic microstructural element. The physical mechanism of electromagnetic coupling is discussed by analyzing the simulation results of "SM" structure and current distribution.Finally, we design a supersurface, which has the function of reflection and focusing independent of the polarization of incident wave.The focus effect is well verified by microwave experiments.These work have further explored the application of artificial microstructures in both physical mechanism and production and life.
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB39;O441
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,本文编号:1721129
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