增益媒介掺杂超材料的负折射研究.rar

摘 要：左手材料是同时得到负电容率和负磁导率的人工特异材料，它具有很多普通介质所没有的奇异特性和潜在的应用价值，是当前国际研究的热点课题之一。本论文设计了具有光学负折射特性的渔网结构的左手材料，这个结构的制作方法与纳米杆阵列结构相似，都是通过蒸发技术将需要的材料沉积在衬底上，而后再使用刻蚀技术刻出的。并且，要求电磁波是沿特定方向极化。通过对材料的一个单元的S参数计算，提取出材料的折射率、波阻抗、有效电容率和有效磁导率。另外，通过添加增益介质，研究这种情况下折射率、波阻抗、有效电容率和有效磁导率的变化情况。以及透射率的变化。论文的主要内容包括：

　　　1、介绍左手材料的基本理论及其分类，解释负折射材料的奇异特性，阐述负折射材料的实现方法和应用。

　　　2、介绍高频结构仿真软件HFSS如何进行数值模拟；设计了一种高频负折射材料——渔网结构的负折射率材料；利用origin 软件绘制材料的介电常数ε、波阻抗z、折射率n、磁导率μ和FOM 随频率变化的曲线图，并进行相应的分析。结果发现，频率为270THz 到340THz 之间的折射率均为负值,在330THz频率附近FOM=2.6，相应的Re(n)≈-0.8,这个FOM也是个较大的值。

　　　3、添加增益之后材料的介电常数ε，阻抗z，折射率n,磁导率μ和FOM的变化情况，在333THz时，此处的FOM峰值为3.3，大于没有增益情况下的FOM，说明经过添加增益后，左手材料的损耗降低，材料的性能得到了改善。此外还研究透射率的相关变化情况。

关键词：左手材料;负折射;品质因数;增益