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新型八边形谐振环金属线复合周期结构左手材料奇异性质研究

孙明昭 张淳民 宋晓平

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新型八边形谐振环金属线复合周期结构左手材料奇异性质研究

孙明昭, 张淳民, 宋晓平

Octagonal split resonant rings composite metal-wires to realize negative refraction

Sun Ming-Zhao, Zhang Chun-Min, Sun Xiao-Ping
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  • 通过实验及仿真研究了基于C环的新型八边形开口谐振环金属线复合周期结构左手材料.以金属铜八边形谐振环(SRRs)为基本单元的周期结构负磁导率材料,与闭口环(CSRRs)结果对比发现八边形谐振环能产生很好的谐振效果即能产生负磁导率;复合结构仿真结果显示,八边形谐振环金属线复合结构实现负折射具有可行性.设计、制作并实验和仿真研究了两种尺寸的八边形谐振环金属线复合周期结构左手材料,实验结果显示,分别在9.8—15 GHz和9.5—15 GHz出现良好负折射效应,表明小尺寸材料负折射频段较宽但整体能量透过率较小.通过与尺寸相近的传统C环样品实验对比发现八边形样品损耗较大,但其负折射区域能量分布比例较大,具有一定的优越性.该研究对新型周期结构左手材料的研究、设计和研制具有重要的科学意义,在国防、通信等领域也具有广阔的应用前景.
    Traditional C-shaped split resonant ring(SRR) composite metal wire periodic structure is studied through simulation and experiment. Comparing the simulation result of negative permeability material based on periodic structure of octagonal SRR with that of closed split resonant rings (CSRRs), we ind that octagonal SRRs can produce negative permeability. A new kind of left-handed material combined with octagonal resonators and copper wires is de signed, and the simulation result shows that the structure has good left-hand property in a certain frequency band. Experimental samples of two different sizes are fabricated, in which negative refraction happens in ranges of 9.8—15 GHz and 9.5—15 GHz separately: small size sample has more broad negative band but lower transmission rate.By comparison with the experiment result of C-shaped sample we ind that the octagonal SRR hasa high transmission rate , but energy transmitting through new designed structure shows a more proportion in negative field, which demonstrates better negative behavior. This has important significance on design and study on new periodic structures of left-handed materials.
    • 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(批准号:40537031),国家高技术研究发展计划(批准号:2006AA12Z152),国防基础科研计划(批准号:A1420080187),国家自然科学基金(批准号: 40875013,40375010,60278019)和陕西省科技攻关项目(批准号:2005K04-G18).
    [1]

    Veselago VG. 1968 Soviet Phys. USPEKHI 10 509

    [2]

    Pendry J B, Holden A J, Stewart W J, Youngs I 1996 Phys. Rev. Lett. 76 4773

    [3]

    Pendry J B, Holden A J, Robbins D J, Stewart W J 1999 IEEE 47 2075

    [4]

    Smith D R, Padilla W J, Vier D C, Nemat-Nasser S C, Schultz S 2000 Phys. Rev. Lett. 84 4184

    [5]

    Shelby R , Smith D R, Nemat-Nasser S C, Schultz S 2001 Appl. Phys. Lett. 78 489

    [6]

    Shelby R A, Smith D R, Schulz S 2001 Science 292 77

    [7]

    Huangfu J, Ran L, Chen H 2004 Appl Phys Lett.. 84 1537

    [8]

    Ye J Y, Zhang C M, Zhao B C 2008 Acta Phys. Sin. 57 67 (in Chinese) [叶健勇、张淳民、赵葆常 2008 物理学报 57 67]

    [9]

    Peng Z H , Zhang C M, Zhao B C, Li Y C, Wu F Q 2006 Acta. Phys. Sin. 55 6374 (in Chinese) [彭志红、张淳民、赵葆常、李英才、吴福全 2006 物理学报 55 6374]

    [10]

    Yuan Z L , Zhang C M, Zhao B C 2007 Acta. Phys. Sin. 56 6413(in Chinese) [袁志林、张淳民、赵葆常2007 物理学报 56 6413]

    [11]

    Jian X H , Zhang C M, Zhao B C 2007 Acta. Phys. Sin. 56 824 (inChinese) [简小华、张淳民、赵葆常2007 物理学报 56 824]

    [12]

    Zhang C M, He J 2006 Opt. Express 14 12561

    [13]

    Zhang C M, Zhao B C , Xiang L B 2006 Optik 117 265

    [14]

    Zhang C M, Zhao B C , Xiang L B 2004 Appl. Opt. 43 6090

    [15]

    Zhang CM, XiangL B , Zhao B C 2004 J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 68 15

    [16]

    Zhang C M, Zhao B C , Xiang L B 2003 Opt. Commun. 227 221

    [17]

    Zhang C M, Zhao B C , Xiang L B 2002 Opt. Commun. 203 21

    [18]

    Zhang C M,, Yan X G , Zhao B C, 2008 Opt. Commun. 281 2050

    [19]

    Zhang C M, Xiang L B, Zhao B C 2000 Proc. SPIE 4087 957

    [20]

    Zhang C M, Zhao B C, Yuan Y, He J 2006 Proc. SPIE 6032 T320

    [21]

    Zhang C M, Zhao B C, Xiang L B, Li Y C , Peng Z H 2006 Proc.SPIE 6150 15001

    [22]

    Zhang C M, Zhao B C, Li Y C, Ye J Y 2007 Proc. SPIE 6279 D2791

    [23]

    Zhang C M, Yuan Z L, Sun M Z, Wu J F, Gao P 2009 Appl. Opt. 49 281

    [24]

    Zhang C Z, Zhao B C, Yuan Z L, Huang W J 2009 J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 11 085401

    [25]

    Aydin K, Guven K 2004 Opt. Lett.29 2623

    [26]

    Zhang C M, Ming Z S, Yuan Z L, Song X P 2009 Acta. Phy. Sin. 58 1758 (in Chinese)[张淳民、孙明昭、袁志林、宋晓平 2009 物理学报 58 1758 ]

    [27]

    Ming Z S, Zhang CM, Song X P, Liang G Y, Sun Z P 2009 Acta. Phy. Sin. 58 6179 (in Chinese) [孙明昭、张淳民、宋晓平、梁工英、孙占波 2009 物理学报 58 6179 ]

  • [1]

    Veselago VG. 1968 Soviet Phys. USPEKHI 10 509

    [2]

    Pendry J B, Holden A J, Stewart W J, Youngs I 1996 Phys. Rev. Lett. 76 4773

    [3]

    Pendry J B, Holden A J, Robbins D J, Stewart W J 1999 IEEE 47 2075

    [4]

    Smith D R, Padilla W J, Vier D C, Nemat-Nasser S C, Schultz S 2000 Phys. Rev. Lett. 84 4184

    [5]

    Shelby R , Smith D R, Nemat-Nasser S C, Schultz S 2001 Appl. Phys. Lett. 78 489

    [6]

    Shelby R A, Smith D R, Schulz S 2001 Science 292 77

    [7]

    Huangfu J, Ran L, Chen H 2004 Appl Phys Lett.. 84 1537

    [8]

    Ye J Y, Zhang C M, Zhao B C 2008 Acta Phys. Sin. 57 67 (in Chinese) [叶健勇、张淳民、赵葆常 2008 物理学报 57 67]

    [9]

    Peng Z H , Zhang C M, Zhao B C, Li Y C, Wu F Q 2006 Acta. Phys. Sin. 55 6374 (in Chinese) [彭志红、张淳民、赵葆常、李英才、吴福全 2006 物理学报 55 6374]

    [10]

    Yuan Z L , Zhang C M, Zhao B C 2007 Acta. Phys. Sin. 56 6413(in Chinese) [袁志林、张淳民、赵葆常2007 物理学报 56 6413]

    [11]

    Jian X H , Zhang C M, Zhao B C 2007 Acta. Phys. Sin. 56 824 (inChinese) [简小华、张淳民、赵葆常2007 物理学报 56 824]

    [12]

    Zhang C M, He J 2006 Opt. Express 14 12561

    [13]

    Zhang C M, Zhao B C , Xiang L B 2006 Optik 117 265

    [14]

    Zhang C M, Zhao B C , Xiang L B 2004 Appl. Opt. 43 6090

    [15]

    Zhang CM, XiangL B , Zhao B C 2004 J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 68 15

    [16]

    Zhang C M, Zhao B C , Xiang L B 2003 Opt. Commun. 227 221

    [17]

    Zhang C M, Zhao B C , Xiang L B 2002 Opt. Commun. 203 21

    [18]

    Zhang C M,, Yan X G , Zhao B C, 2008 Opt. Commun. 281 2050

    [19]

    Zhang C M, Xiang L B, Zhao B C 2000 Proc. SPIE 4087 957

    [20]

    Zhang C M, Zhao B C, Yuan Y, He J 2006 Proc. SPIE 6032 T320

    [21]

    Zhang C M, Zhao B C, Xiang L B, Li Y C , Peng Z H 2006 Proc.SPIE 6150 15001

    [22]

    Zhang C M, Zhao B C, Li Y C, Ye J Y 2007 Proc. SPIE 6279 D2791

    [23]

    Zhang C M, Yuan Z L, Sun M Z, Wu J F, Gao P 2009 Appl. Opt. 49 281

    [24]

    Zhang C Z, Zhao B C, Yuan Z L, Huang W J 2009 J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 11 085401

    [25]

    Aydin K, Guven K 2004 Opt. Lett.29 2623

    [26]

    Zhang C M, Ming Z S, Yuan Z L, Song X P 2009 Acta. Phy. Sin. 58 1758 (in Chinese)[张淳民、孙明昭、袁志林、宋晓平 2009 物理学报 58 1758 ]

    [27]

    Ming Z S, Zhang CM, Song X P, Liang G Y, Sun Z P 2009 Acta. Phy. Sin. 58 6179 (in Chinese) [孙明昭、张淳民、宋晓平、梁工英、孙占波 2009 物理学报 58 6179 ]

  • [1] 赵建宁, 魏东, 吕国正, 王子成, 刘冬欢. 一维异质结构的瞬态热整流效应. 物理学报, 2023, 72(4): 044401. doi: 10.7498/aps.72.20222085
    [2] 饶冰洁, 刘圣, 赵建林. 蜂巢光子晶格中光波的无衍射和反常折射. 物理学报, 2017, 66(23): 234207. doi: 10.7498/aps.66.234207
    [3] 龚健, 张利伟, 陈亮, 乔文涛, 汪舰. 石墨烯基双曲色散特异材料的负折射与体等离子体性质. 物理学报, 2015, 64(6): 067301. doi: 10.7498/aps.64.067301
    [4] 朱幸福, 梁斌明, 湛胜高, 陈家璧, 庄松林. 负折射平板透镜景深特性仿真分析. 物理学报, 2014, 63(13): 134202. doi: 10.7498/aps.63.134202
    [5] 于国君, 卜胜利, 王响, 纪红柱. 基于硅柱-磁性液体体系的光子晶体的可调谐负折射特性研究. 物理学报, 2012, 61(19): 194703. doi: 10.7498/aps.61.194703
    [6] 李杰, 董建峰. 光轴平行于界面的单轴手征介质中的负折射研究. 物理学报, 2012, 61(11): 114101. doi: 10.7498/aps.61.114101
    [7] 李晓莉, 张连水, 孙江, 冯晓敏. 微波驱动精细结构能级跃迁引起的电磁诱导负折射效应. 物理学报, 2012, 61(4): 044202. doi: 10.7498/aps.61.044202
    [8] 童元伟, 田双, 庄松林. 等效折射率为非-1时的亚波长成像. 物理学报, 2011, 60(5): 054201. doi: 10.7498/aps.60.054201
    [9] 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
    [10] 童元伟, 毛宇, 庄松林. 光频段多频率域负折射率材料的数值研究. 物理学报, 2010, 59(8): 5553-5558. doi: 10.7498/aps.59.5553
    [11] 李晓春, 高俊丽, 刘绍娥, 周科朝, 黄伯云. 无序对二维声子晶体平板负折射成像的影响. 物理学报, 2010, 59(1): 376-380. doi: 10.7498/aps.59.376
    [12] 杨倩倩, 侯蓝田. 八边形结构的双折射光子晶体光纤. 物理学报, 2009, 58(12): 8345-8351. doi: 10.7498/aps.58.8345
    [13] 孟利军, 肖化平, 唐超, 张凯旺, 钟建新. 碳纳米管-硅纳米线复合结构的形成和热稳定性. 物理学报, 2009, 58(11): 7781-7786. doi: 10.7498/aps.58.7781
    [14] 张淳民, 孙明昭, 袁志林, 宋晓平. 基于三角谐振环的新型六边形谐振环金属线复合周期结构左手材料性质研究. 物理学报, 2009, 58(3): 1758-1764. doi: 10.7498/aps.58.1758
    [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
    [16] 孔令凯, 郑志强, 冯卓宏, 李小燕, 姜翠华, 明海. 二维空气环型光子晶体的负折射成像特性. 物理学报, 2009, 58(11): 7702-7707. doi: 10.7498/aps.58.7702
    [17] 张 波, 王 智. 二维空气孔型光子晶体负折射平板透镜的减反层. 物理学报, 2007, 56(3): 1404-1408. doi: 10.7498/aps.56.1404
    [18] 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
    [19] 郑 晴, 赵晓鹏, 李明明, 赵 晶. 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
    [20] 项元江, 文双春, 唐康凇. 含单负介质层受阻全内反射结构的光子隧穿现象研究. 物理学报, 2006, 55(6): 2714-2719. doi: 10.7498/aps.55.2714
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-05-13
  • 修回日期:  2009-11-20
  • 刊出日期:  2010-04-05

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