我有我的骄傲
由「超材料」到「变换光学」的发展简史与基本原理
「qq账号申诉超材料深圳电信dns」(Metamaterial) 并不是一个定义得很清楚的术语,其中的字根 "meta" 意指「超越」,相当於英文的 "beyond".一般而言,此一术语意指一些特别设计的人工结构,能像均匀材料那样对电磁场(波)或声波,弹性波反应 (respon),但却具有天然材料所没有的反应特性 [1].这些特性包括:高频人工磁性 (artificial magnetism) [2], 负磁导率 (negative permeability) [3], 负折射指数 (negative index of refraction) [4], 以及双曲型色散关系 (hyperbolic dispersion) [5,6] 等.这些有趣的特性导致一些迷人的现象,例如负折射 (negative refraction) [7], 次波长成像 (subwavelength imaging) [8], 电磁场增益 (field enhancement) [9], 以及近场—远场转换 (near-to-far field conversion) [5,6] 等.根据这些现象,在过去数年已有许多新颖的元件被设计与制作出来,并已被测试.例如超透镜 (superlens) [8,10], 双曲透镜 (hyperlens) [6], 工作频率在微波频段的隐形斗篷 (invisibility cloak) [11], 以及电浆子波导 (plasmonic waveguide) [12] 等.这些工作显示了左手无名指超材料研究在微波与光波研究方面都有很好的理论与应用前景.
研究超材料莒县三中的最初目的主要是为了创造一种具有很强的高频磁响应 (strong magnetic respon at high frequency) 特性的人工材料或结构 [2].当这个目的实现后,研究人员又成功
的设计并制作了能同时具有等效负磁导率与负介电常数 (negative permittivity) [13] 的周期性金属结构.此种「双负」(double negative, or DNG) 材料会具有等效的负折射率 [3,4],因而可以具体实现V. G. Velago 在40 年前 [7] 就预测过的「把光折向错误的方向」(bending light the wrong way)—亦即负折射现象. 在 2000 年,英国Imperial College 的 John B. Pendry 教授更进一步指出:一块具有负介电常数与负磁导率的平板材料不只可以将传导波 (propagating waves) 「折向错误的方向」,甚至还可以放大消逝波 (evanescent waves) [8].当平板的 与 值都非常接近 的时候,平板与真空的电磁阻抗值 (electromagnetic impedance) 几乎相等,所以此平板将不反射电磁波.另一方面, 与 值都非常接近 也表示 与 的虚部 (imaginary part) 非常小,所以平板介质不吸收电磁波.此时若将一个点光源 (其周围的光场同时具有传导波与消逝波) 靠近此平板,则此平板将会成为一个透镜.此透镜藉由抵消传导波的相位累积 (pha accumulation) 与放大消逝波而将来自点光源的所有光聚焦至一个宽度远小於波长的像 (此现象称为次波长成像, subwavelength imaging),因而可突破绕射极限 (diffraction limit) [8,9].这种次波长成像效应又称为超透镜效应 (supelensing effect) [14].此效应的关键是消逝波的增益或放大,而此增益现象其实是来自於点光源之近场 (即点光源光场中的消逝波成份) 与沿著平板表面传播的「电」(对应於) 与「磁」 () 版本的表面不必去远方>鼠今日运势
国家天文台
电浆—偏极子波 (surface plasmon-polariton waves) 的耦合[15].有鉴於此,Pendry 进一步论证:若点光源发出的是TM 波 (磁场与平板表面平行,但电场具有垂直於平板表面的分量),既使平板介质不是「双负」介质,而只有 (为接近 1 的正值),只要满足准静态条件 (quasistatic condition, 即波长远大於平版厚度以及点光源至平板的距离),次波长成像依然会发生[8].依据这个想法,一片够薄的银薄膜 (厚度约为几十个奈米) 就可以做到次波长成像.这些能够次波长成像的平板透镜,一般被称作「超透镜」(superlens) [10].
