微波左手材料及其应用前景[1]刘亚红 等 : 微波左手材料及其应用前景3393微波左手材料及其应用前景刘亚红 ,罗春荣 ,赵晓鹏( 西北工业大学 电流变技术研究所 , 陕西 西安 710072)摘 要: 左手材料是一种介电常数 ε和磁导率 μ 同 时为负的人工周期结构材料 , 在其中传播电磁波的群 速度与相速度方向相反 , 从而呈现出许多奇异特性 。 本文介绍了左手材料的基本概念 、 实现原理 ,综述了其 在理论与实验研究方面取得的最新进展 、 研究热点 、 缺 陷效应及实现负折射的其它途径 。最后对左手材料的 应用前景进行了展望 。 关键词 : 左手材料 ; 负介电常数 ; 负磁导率 ; 负折射 中图分类号 : O436. 1 ;O441 文献标识码 :A 文章编号 :100129731 ( 2006) 03203392062 左手材料的实现由于自然界中不存在ε和μ 同时 < 0 的物质 ,因而 Veslago 提出的 L HMs 只能作为一种理论上的设想而 无法实现 。而每一种材料都可以看作为复合材料 , 可 以通过人工分别设计负介电常数材料和负磁导率材 料 ,并将两种材料组合起来从而实现左手材料 。 2. 1 理论上左手材料的实现 2. 1. 1 负介电常数的实现 Pendry 提出了一种获得负介电常数材料的方法 , 他发现周期性排列的导电金属线对电磁波的响应与等 离子体对电磁波的响应行为相似 [ 6 ] 。等离子体是由大 量接近自由运动的带电粒子所组成的体系 , 在整体上 呈电中性 ,其介电常数为 : 2 ω p ε (ω ) = 1 - 2 ( 1) ω 其中 ω p 为等离子体频率 。当 ω< ω p 时 , 其介电常 数 < 0 。而金属的等离子体频率为 :2 ne e 2 ω ( 2) p = ε 0 meff 其中 ne ……
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