浅说人工微结构材料与光和声的调控研究

在过去的三十年里,人们在对光的调控方面进行着不懈的努力,取得了卓有成效的研究进展,其中突出的进展表现在诸如光子晶体的发展、等离激元学与亚波长光学的发展以及超构材料的发展等,文章简要探讨了当前超构材料和人工带隙材料等研究的几种发展趋势,展示了利用人工微结构材料实现对光和声的调控的美好前景.

新型人工微结构电磁材料中损耗的利与弊

本文主要介绍了新型人工微结构材料中损耗对材料性能的影响.随着生产工艺和制备技术的提升,使新型人工微结构电磁材料获得了特殊的研究地位和研究价值.通常人工微结构材料的制备原材料都是取自于金属材料,而对于金属材料,损耗是不可避免的.那么损耗对微结构材料性能的影响成为人们关注的热点.通过研究材料电磁损耗的物理机制得出损耗虽然对电磁材料的应用带来负面效应,但是在特殊材料结构中损耗反而是有益的.将分析过程及结果渗透到本科物理学专业《电动力学》的实践课中,不仅拓宽了学生的知识面,而且提升了学生的创新能力.

含负折射率材料的光量子阱频率特性研究

基于平均折射率为零的光子晶体的能带理论和负折射率材料的频率响应特性设计了特定频段的光量子阱结构,并对频率响应特性随阱宽和阱内材料的变化规律进行了对比和分析。该量子阱不仅具有折射率为零的光子晶体的带隙优点,还具有局域模调控简单的特点。实验结果与理论结果相符合。

人工磁导体对无线能量传输空间场的调控

为了提高无线能量传输系统的传输效率,将正六边形人工磁导体结构引入非共振双线圈无线能量传输系统中,展开对空间场调控的研究.研究结果发现,在人工磁导体介入非共振双线圈无线能量传输系统后,在发射线圈和接收线圈之间的电磁场发生了变化,这是由于近磁场激发了人工磁导体的多个谐振模式,同时人工磁导体屏蔽了磁场也对空间场的变化有所贡献.空间场的变化实现了传输效率的提升,在工作频率为27MHz、传输距离为3cm时,实验验证传输效率提高了22%.另外,该系统中人工磁导体多个谐振模式的激发,可以为无线能量传输系统提供多模式和可便捷调频的工作频率.在实际应用中,人工磁导体成本较低,且易于实现.

特异表面的异常折射特性研究

基于特异表面中各点的相位延迟精确可调的特性,设计了适用于太赫兹波段的特异表面,可用于实现光束传播方向的任意剪切和波前整形。对比研究了折射特性随入射光偏振态和相位分布不同而变化的规律,为实际应用提供了可靠的理论依据。

激光照明下黑硅表面的散射偏振特性研究

为了研究人工微结构材料表面的偏振特性,利用波长为532nm的激光器、精密旋转台和弱光照度计,自行搭建表面散射特性的测量系统。以黑硅为被测样品,测量样品不同姿态时对散射光偏振特性的影响,并对比分析随入射光入射角、样品方位角及俯仰角对散射光偏振分布的影响。实验结果表明,散射光的偏振度与表面微结构的周期性,以及入射角度有关。本文的研究对散射光的偏振特征应用在探测的分析领域上提供一定的实验基础。

声学超表面研究及应用进展

声学超表面是基于广义斯涅尔定律,通过控制波前相位从而进行声波调控的新型人工结构,是声学超材料的重要分支,其新颖的调控机制和灵活的结构设计已经展现出广阔的应用前景。阐述了声学超表面的设计原理与相关研究进展,并对声学超表面有待解决的问题和发展趋势进行了探讨,对于波控结构的设计与制备实现具有指导意义。