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THz频段单面左手材料的设计及仿真研究

李俊成 郭立新 刘松华

THz频段单面左手材料的设计及仿真研究

李俊成, 郭立新, 刘松华
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  • 本文运用等效参数提取方法验证了双线螺旋结构在不同频率处不仅能够实现负的磁导率, 而且可以实现负的介电常数. 在电磁波平行和垂直入射到双线螺旋结构表面两种情况下, 发现其负介电常数的形成机理相同. 以往的单面左手材料的研究仅仅局限于微波波段, 通过改进双线螺旋结构, 在THz频段设计出一种新型单面左手材料, 同时利用LC等效电路解释了其设计原理. 一般的左手材料是由刻蚀在基板两侧的电谐振器和磁谐振器组合而成的复合结构, 与这些复合结构相比, 这种新型单面左手材料具有低损耗, 结构简单, 易于加工等优点.
    • 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金资助的课题.
    [1]

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    O'Hara J F, Singh R, Brener I, Smirnova E, Han J G, Taylor A J, Zhang W L 2008 Opt. Express 16 1786

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    Gundogdu T F, Katsarakis N, Kafesaki M, Penciu R S, Konstantinidis G, Kostopoulos A, Economou E N, Soukoulis C M 2008 Opt. Express 16 9173

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    Kafesaki M, Tsiapa I, Katsarakis N, Koschny T, Soukoulis C.M, Economou E N 2007 Phys. Rev. B 75 235114

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    Gu J Q, Han J G, Lu X C, Singh R, Tian Z, Xing Q R, Zhang W L 2009 Opt. Express 17 20307

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    Miyamaru F, Kuboda S, Taima K, Takano K, Hangyo M, Takeda M W 2010 Appl. Phys. Lett. 96 081105

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    Wiltshire M C K,,Pendry J B, Williams W, Hajnal J V 2007 J. Phys.: Condens. Matter 19 456216

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    Smith D R, Schultz S, Markos P, Soukoulis C M 2002 Phys. Rev. B 65 195104

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    Koschny T, Markos P, Economou E N, Smith D R, Vier D C, Soukoulis C M 2005 Phys. Rev. B 71 245105

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    Koschny T, Markos P, Smith D R, Soukoulis C M 2003 Phys. Rev. E 68 065602

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    Paul O, Imhof C, Reinhard B, Zengerle R, Beigang R 2008 Opt. Express 16 6736

  • [1]

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  • [1] 杨一鸣, 王甲富, 屈绍波, 柏鹏, 李哲, 夏颂, 王军, 徐卓. 基于高介电常数基板和金属结构负折射材料的设计,仿真与验证. 物理学报, 2011, 60(5): 054103. doi: 10.7498/aps.60.054103
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    [3] 刘亚红, 宋 娟, 罗春荣, 付全红, 赵晓鹏. 垂直入射条件下厚金属环结构的负磁导率与左手材料行为. 物理学报, 2008, 57(2): 934-939. doi: 10.7498/aps.57.934
    [4] 刘亚红, 罗春荣, 赵晓鹏. 同时实现介电常数和磁导率为负的H型结构单元左手材料. 物理学报, 2007, 56(10): 5883-5889. doi: 10.7498/aps.56.5883
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    [9] 赵 晶, 郑 晴, 赵晓鹏, 李明明. 缺陷对左手材料负折射的调控行为. 物理学报, 2006, 55(12): 6441-6446. doi: 10.7498/aps.55.6441
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    [12] 汪肇坤, 杨振宇, 陶欢, 赵茗. 复合结构螺旋超材料对光波前的高效调控. 物理学报, 2016, 65(21): 217802. doi: 10.7498/aps.65.217802
    [13] 弓巧侠, 赵双双, 段智勇, 马凤英. 结构参量对左手材料通带位置影响的研究. 物理学报, 2011, 60(10): 107804. doi: 10.7498/aps.60.107804
    [14] 郭林燕, 杨河林, 李敏华, 高超嵩, 田原. 单方环结构左手材料微带天线. 物理学报, 2012, 61(1): 014102. doi: 10.7498/aps.61.014102
    [15] 孙明昭, 张淳民, 宋晓平, 梁工英, 孙占波. 基于矩形谐振环的新型复合周期结构左手材料研究. 物理学报, 2009, 58(9): 6179-6184. doi: 10.7498/aps.58.6179
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    [17] 王甲富, 张介秋, 杨一鸣, 吴翔, 鲁磊, 屈绍波, 马华, 徐卓. 基于金属结构单元间耦合的左手材料的设计及实验验证. 物理学报, 2010, 59(6): 4018-4022. doi: 10.7498/aps.59.4018
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    [19] 王甲富, 张介秋, 杨一鸣, 马 华, 屈绍波, 徐 卓. 磁谐振和电谐振结构构成的左手材料设计. 物理学报, 2008, 57(8): 5015-5019. doi: 10.7498/aps.57.5015
    [20] 杨一鸣, 王甲富, 屈绍波, 徐卓. 由同时具有磁谐振和电谐振结构组成的左手材料. 物理学报, 2009, 58(2): 1031-1035. doi: 10.7498/aps.58.1031
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-08-23
  • 修回日期:  2011-10-03
  • 刊出日期:  2012-06-20

THz频段单面左手材料的设计及仿真研究

  • 1. 西安电子科技大学理学院, 西安 710071
    基金项目: 

    中央高校基本科研业务费专项资金资助的课题.

摘要: 本文运用等效参数提取方法验证了双线螺旋结构在不同频率处不仅能够实现负的磁导率, 而且可以实现负的介电常数. 在电磁波平行和垂直入射到双线螺旋结构表面两种情况下, 发现其负介电常数的形成机理相同. 以往的单面左手材料的研究仅仅局限于微波波段, 通过改进双线螺旋结构, 在THz频段设计出一种新型单面左手材料, 同时利用LC等效电路解释了其设计原理. 一般的左手材料是由刻蚀在基板两侧的电谐振器和磁谐振器组合而成的复合结构, 与这些复合结构相比, 这种新型单面左手材料具有低损耗, 结构简单, 易于加工等优点.

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参考文献 (23)

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