从负折射超材料到光学隐身衣-论文.pdf

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1、第21卷，第2期中国传媒大学学报自然科学版Vol_21．No．22014年4月JOURNALOFCOMMUNICATIONUNIVERSITYOFCHINA(SCIENCEANDTECHNOLOGY)Apr，2014从负折射超材料到光学隐身衣黄志洵(中国传媒大学信息工程学院，北京100024)摘要：1964年俄罗斯科学家V．Vesalago从Maxwell方程组出发断言具有负折射率的左手材料(LHM)可以存在，1996年和1999年J．Pendry提出了LHM的初始设计。2000年D．Smith制成首个LHM，它可把微波波束弯折到与常规的不同方向。近年来LHM吸引了人们的兴趣，它也称为超材料，

2、但在自然界并不存在。它可变更电磁波传播，从而造成负折射甚至隐形。一个时期以来，在微波和光频进行的隐身斗篷实验是2D或3D的，它们与通常的隐形方法显著不同。LHM的其他应用如左手传输线、成像技术等。本文首先对负折射研究和隐身衣设计的历史和进展作回顾，进而讨论了这些领域中理论与实验工作的意义。可以看出负折射问题是非常复杂的。还讨论了负折射与负波速、负折射与负GH位移的关系。关键词：负折射；左手化媒质；超材料；光学隐身衣中图分类号：0413．1文献标识码：A文章编号：1673—4793(2014)02—0008—10FromtheResearchofNegativeRefractionMetamat

3、erialstotheStudyofOpticalInvisibilityCloaksHUANGZhi．xun(CommunicationUniversityofChina，Beijing100024)Abstract：In1964，RussianphysicistV．VesalagoadaptsMaxwell’Sequationstoshowthatitispossibleforleft—handedmaterials(LHM)withanegativerefractionindextoexist．In1996and1999，J．PendrybeginstodesigntheLHM．In20

4、00，D．SmithcreatesthefirstLHM，itbendmicrowavesinoppositedirec-tiontonorma1．NegativerefractioninLHMhasrecentlyattractedmuchinterest．Itisalsocalledmeta—ma—terial，andthatdonotexistinnature．Itcanalterthepropagationofelectro—magneticwaves，resultinginnegativerefractionofelectro—magneticwaves，resultinginneg

5、ativerefractionandinvisiblecloaking．Sofar，invisibilitycloakingexperimentsatmicrowavesandopticalfrequencieshavebeenperformedin2Dand3Dsituation．Theyareanotablebreakthroughovertheconceptoftheconventionalstealthtechnology．TheotherapplicationsofLHMaretheleft—handedtransmissionline，imaging，etc．Inthispaper

6、，abriefreviewonthehistoryandtheresearchadvancesofthenegativerefractionstudyandtheinvisibilitycloakdesignwasgivenfirstly．Andthen，wediscussthemeaningoftheoreticalandex—perimentalworksintheseareaes．Wesaythatthesituationwithnegativerefractioninpracticeisextraordi—narilycomplicated．Andwediscusstherelatio

7、nsbetweenthenegativerefractionindexandthenegativewavevelocity，thenegativerefractionindexandthenegativeGoos—H~inchenshift．Keywords：negativerefraction；left—handedmaterials；meta-materials；opticalinvisibi