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| 內容簡介： |
《金属螺旋线特异材料电磁输运行为研究同济博士论丛》首次提出并发展了金属螺旋阵列多重散射理论，发现了沿轴向左旋、右旋和纵电磁模式、极化禁带等奇异电磁特性并给出了物理解释。第1章引言：第2章系统阐述了金属螺旋线阵列的多重散射理论；第3章通过实验、能带分析和FDTD数值模拟相结合的方法进行了验证；第4章对光锥下方（ 1，S）阶模式导致的负折射现象进行了研究；第5章重点研究了金属螺旋线阵列系统沿横向平面的电磁输运特性；第6章对本研究的工作进行了总结，对于手征特异材料的未来可能发展方向等进行了展望。
《金属螺旋线特异材料电磁输运行为研究同济博士论丛》可供相关领域的科研人员、教师、研究生及高年级本科生参考。
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| 目錄：
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总序
论丛前言
前言
第1章 绪论
1．1 概述
1．2 特异材料研究进展
1．3 手征介质
1．4 手征特异材料研究进展
1．5 本书的主要工作
第2章 金属螺旋线阵列能带理论
2．1 概述
2．1．1 二维系统多重散射法
2．1．2 金属螺旋线理论模型
2．2 螺旋对称系统的多重散射法
2．3 金属螺旋线阵列的能带结构特性
2．3．1 本征模式分析
2．3．2 极化禁带
2．3．3 金属螺旋线阵列实现负折射
2．4 本章小结
第3章 金属螺旋线阵列轴向电磁波输运特性
3．1 概述
3．2 样品制备与实验环境
3．3 极化禁带中电磁波输运特性
3．4 纵电磁波模式的实验观测
3．5 本章小结
第4章 金属螺旋线阵列的负折射现象
4．1 概述
4．2 样品与实验装置
4．3 低频支能带上的负折射现象
4．4 本章小结
第5章 基于金属螺旋线阵列的宽带波片
5．1 概述
5．2 特异材料与电磁波偏振调控
5．3 手征材料与电磁波偏振调控
5．3．1 单轴双各向异性介质
5．3．2 基于两正交椭圆偏振态波片性质
5．4 金属螺旋线阵列横向传输特性
5．4．1 金属螺旋线阵列横向能带与本征模式分析
5．4．2 金属螺旋线阵列中的双重机制
5．4．3 宽带波片
5．5 本章小结
第6章 结论与展望
6．1 结论
6．2 进一步工作的方向
参考文献
后记
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| 內容試閱：
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特异材料是泛指一类由亚波长局域共振单元构建的人工材料，其电磁特性来自结构单元互耦而呈现出的整体效应。利用特异材料可以实现许多奇特的电磁现象，如负折射、完美透镜、电磁隐身，也可以通过结构单元的对称性破缺实现电磁手性、调控电磁波偏振模式。如果将谐振单元等同于人造原子，特异材料就是由这类人造原子的组装出来的电磁波晶体。通过合适的电谐振和磁谐振单元设计来调节特异材料中的电磁响应以及电场和磁场之间的互耦是实现特异材料特定功能的关键。
自2004年JohnPendry等人提出可以使用手征特异材料实现负折射以来，相关研究迅速成为研究热点，金属单元结构提供了诸多自由度来调控电磁互耦。金属螺旋线阵列是一类具有普遍意义的手征特异材料。立体螺旋结构是手征的代名词。螺旋线在沿轴向平移一段距离后，绕轴旋转一定的角度，就可以与原结构重合，这种独特的连续螺旋对称性将散射场轴向和辐角方向分量的相因子关联起来，为我们操纵电磁波提供了更多的可能性。本书首次提出并发展了金属螺旋阵列多重散射理论，发现了沿轴向左旋、右旋和纵电磁模式、极化禁带等奇异电磁特性并给出了物理解释。通过色散关系解析计算、FDTD数值模拟和微波实验研究了沿金属螺旋阵列轴向和横向的电磁传输行为，实验表征了纵电磁模式、极化禁带内、外的非对称传输，并第一次使用金属螺旋线阵列构造了可以宽频段工作的波片；第一次在实验上直接观测了极化禁带下带边的负折射等异常散射行为。
本书第2章系统阐述了金属螺旋线阵列的多重散射理论。利用螺旋带行波管理论的螺旋对称空间谐波展开结合两维阵列多重散射方法成功获得系统的本征方程。针对金属螺旋线单元间倏逝波耦合特性，详细讨论了能带结构计算过程中如何快速、准确地进行虚宗量Bessel函数的LatticeSum计算。发现该体系的轴向能带结构存在极化禁带、纵波模式、光锥上下方都存在负折射区域等奇特现象。
针对如第2章所述理论预期，书中第3章通过实验、能带分析和FDTD数值模拟相结合的方法进行了验证。实验测定的极化禁带和理论预期完全符合，轴向传输透过谱上的跳变频率和满足法布里一帕罗条件的（O）阶纵电磁模式波矢匹配，从而证实了纵电磁模式的存在；采用非整数倍螺距长的金属螺旋线阵列模型计算了轴向透射谱、分析了入射波和透射波偏振态的依赖关系，发现在极化禁带内存在显著的非对称传输效应，其正反方向透过率可以有3倍的差别，这和以前对于这类体系极化禁带的认知有显著差别。
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