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1、第35卷第6期中国激光Vol.35,No.62008年6月CHINESEJOURNALOFLASERSJune,2008文章编号:025827025(2008)0620803208超常介质非线性光学研究进展文双春戴小玉项元江(湖南大学计算机与通信学院,湖南长沙410082)摘要光与超常介质相互作用时,光的磁场也变得很重要。超常介质的色散磁导率导致光与超常介质的非线性相互作用呈现出许多新特性。总结了超常介质中二阶非线性光学现象的国内外研究进展,报道了在三阶非线性超常介质中光的传输特性方面的研究结果,包括传输模型的
2、建立、调制不稳定性、孤子和自聚焦现象等。关键词非线性光学;超常介质;负折射;调制不稳定性;孤子;自聚焦;倍频;参量放大中图分类号O437;O441.4文献标识码AResearchAdvancesinNonlinearOpticsofMetamaterialsWenShuangchunDaiXiaoyuXiangYuanjiang(SchoolofComputerandCommunication,HunanUniversity,Changsha,Hunan410082,China)AbstractWhenligh
3、tfieldinteractswithmetamaterials,boththeelectricfieldandthemagneticfieldmustbeconsidered.Thedispersivepermeabilityofmetamaterialsinducesmanynewcharacteristicsunderthenonlinearinteractionbetweenlightfieldandmetamaterials.Theresearchprogressesonthesecond2order
4、nonlinearopticalphenomenaarebrieflydescribed,andsomeresearchresultsonthepropagationcharacteristicsofelectromagneticwavesinthemetamaterialswiththird2ordernonlinearopticalresponsesarespeciallypresented,suchastheestablishmentofthepropagationmodel,theresultsform
5、odulationinstabilities,solitons,self2focusing.Keywordsnonlinearoptics;metamaterial;negativerefraction;modulationinstability;soliton;self2focusing;second2orderharmonicgeneration;parametricamplification1引言物理规律。负折射率超常介质的介电常数和磁导率光是人类认识和改造世界的工具,是信息的理都为负,折射率取负值,电磁
6、波在这种介质中传播想载体。当光与传统材料的原子相互作用时,由于时,其波矢、电场和磁场形成不同于传统介质右手关磁场分量与原子的作用非常弱而被忽略掉,只考虑系的左手关系,因此又把这种介质称为左手物质电场分量。而超常介质的出现改变了传统的观点。(LHM),以区别于传统的右手物质(RHM)。负折由于超常介质是磁性介质,光的电场和磁场分量均射介质具有很多奇异特性,将在新型的无线通信、光与人造材料的原子耦合,此时必须同时考虑电场和通信、雷达、传感、成像技术等众多领域有重要应用[4～13]磁场效应[1]。超常介质是一种人工功
7、能材料,它具前景。有自然材料所不具有的性质,且其性质可以根据需如今已能构造出光频段负折射超常介质,将负[2]折射行为扩展到光波段对于负折射介质的实际应用要人为调节。最奇特的超常介质是负折射介质[3]非常重要。第一个实现光波段负折射现象的实验采(NIM),它最初在微波段实现,由于纳米制造技术[14]和亚波长成像技术的发展,超常介质很快被光学研用了简化的平行金属圆柱序列,几乎同时有些科究者采用。负折射率超常介质的获得开辟了一个全学家采用电解质空穴对也实现了光波段的负折射材[15]新的光学研究领域,并导致产生全新的操
8、控光的技料,这两种方法都是比较有希望实现负折射材料术和方法,也使研究者有机会重新思考一些基本的的方法,基本上采用了外磁场和感应磁场共振的原收稿日期:2007208225;收到修改稿日期:2007210207基金项目:国家863计划(2007AA804003),国家自然科学基金(10674045)和国家自然科学基金委员会与中国工程物理研究院联合基金(10576012)资助项目。作者简介:
