负折射现象的研究进展
负折射率材料的研究概述及其应用进展
负折射率材料的研究概述及其应用进展随着人们对负折射率材料的研究逐步深入，对其在日常生活中应用的探索也逐渐加深，使其物理特性得到了优化。
文章对负折射率材料的发展历史和其基本原理进行了简要介绍，同时介绍了负折射率材料在各个领域的应用。
最后总结认为设计并制作出符合应用条件的实际负折射率材料，从而在可见光波段实现负折射率是未来手性负折射率材料的重要发展方向之一。
标签：负折射率材料；负折射；左手材料Abstract：With the further study of negative refractive index materials，the application of negative refractive index materials in daily life has been gradually deepened，and its physical properties have been optimized. In this paper，the development history and basic principle of negative refractive index materials are briefly introduced. At the same time，the applications of negative refractive index materials in various fields are introduced. Finally，it is concluded that it is one of the important development directions of chiral negative refractive index materials in the future to design and fabricate the actual negative refractive index materials in accordance with the application conditions，so as to realize the negative refractive index in the visible light band.Keywords：negative refractive index material；negative refraction；left-handed material1 概述負折射率材料是在某一频段下折射率为负的新型超材料，其最早是作为一种理论假设被人所提出的。
负折射材料实验验证的研究进展
负折射材料实验验证的研究进展作者：杨洋李娇来源：《硅谷》2011年第13期摘要：负折射材料已成为近几年来物理学，材料科学，电子科学等交叉学科领域的研究热点。
首先介绍负折射材料的基本原理，并详细介绍近年来这类材料的仿真与实验研究。
关键词：负折射材料；负介电常数；负磁导率中图分类号：O441 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0710026－020 引言近几年，一种称为负折射率系数介质的人工复合材料在理论与实验上引起了广泛的关注。
1968年，前苏联物理学家Veselago[1]提出了“左手材料”的概念，这种负折射材料具有负的介电常量与磁导率，那么电矢量，磁矢量和波矢之间构成左手系关系，这区别于传统材料中的右手系。
由于自然界没有介电常量和磁导率同时为负的材料，并且也没有相关的实验验证，负折射材料没有得到长足的发展。
1996年，英国的Pendry指出可以用细金属导线阵列构造介电常数为负的人工媒质[2]，1999年又指出可以用谐振环阵列构造磁导率为负的人工媒质[3]。
2000年美国的D.Smith等人[4]以铜为主的复合材料制造出了世界上第一块在微波波段等效介电常数和等效磁导率同时为负数的介质材料，从而证明了负折射材料的存在。
1 负折射材料的基本原理在经典电动力学中，各向同性均匀自由空间介质中，麦克斯韦方程组为：正弦时变电磁波波动Helmholtz方程为：其中，n为折射率；c为真空中光速。
和一般与电磁波频率有关，在不计能量损耗正常的情况下n、、均为正。
Helmholtz方程有波动解，由麦克斯韦方程推出平面电磁波关系：并且有如下关系：电磁波为横波，电矢量E、磁矢量H和传播方向矢量K相互垂直，满足右手螺旋关系。
如果电介质的介电常数或磁导率中的其中一个为负数，K无实数解；Helmholtz方程无波动解，说明电磁波不能在中传播。
而当电常数与磁导率都小于零时，Helmholtz方程有波动解，电磁波能在其中传播。
负折射率材料的基础研究
负折射率材料的基础研究随着科技的不断进步，新型材料的研究与发展日新月异。
其中，负折射率材料作为一种具有特殊光学性质的材料，引起了科研人员和工程师们的广泛。
负折射率材料在光子学、液晶显示、声学等领域具有广泛的应用前景，为现代科技的发展带来了许多新的可能性。
然而，由于负折射率材料的特殊性质，仍存在许多挑战和问题需要解决。
本文将对负折射率材料的基本原理、应用场景、制备方法及其未来发展方向进行详细阐述。
负折射率材料是一种具有特殊光学性质的材料，其介电常数和磁导率均为负值。
这种材料的发现与研究，突破了传统光学理论的限制，为光学领域的发展带来了新的机遇。
实验研究和理论分析表明，负折射率材料的电磁波传播特性与常规材料截然不同。
在负折射率材料中，电磁波的传播速度会降低，且传播方向会发生反转。
这种奇特的现象，使得负折射率材料在光子学、声学等领域具有广泛的应用前景。
光子学应用在光子学领域，负折射率材料的应用具有重要意义。
由于该材料中电磁波传播特性的改变，使得光的传播行为发生变化。
例如，利用负折射率材料制造的透镜，可以实现常规透镜无法完成的成像效果，为光子学的发展带来了新的突破。
负折射率材料还可以应用于光子晶体、光子集成电路等领域，提高光子设备的性能和集成度。
液晶显示是一种广泛使用的显示技术，具有低功耗、重量轻、体积小等优点。
将负折射率材料应用于液晶显示中，可以显著提高显示效果。
利用负折射率材料的逆斯涅尔效应，可以实现图像的清晰度和对比度的提高，同时降低反射光的影响，提高液晶显示的视觉效果。
正文3：负折射率材料的制备方法、工艺和生产流程负折射率材料的制备方法主要有纳米制备技术、化学合成和生物制备等。
纳米制备技术包括纳米颗粒制备、纳米纤维制备等，通过控制纳米结构的尺寸和分布，可以得到具有负折射率的纳米材料。
化学合成是通过化学反应合成具有负折射率性质的材料，例如金属有机框架材料等。
生物制备则是利用生物分子的自组装和生物矿化等方法，制备具有特定光学性质的生物复合材料。
在太赫兹波段的负折..
在太赫兹波段负折射材料的基础研究一、负折射材料的研究进展负折射材料是指在一定的频段下同时具有负介电常数ε和负磁导率μ的特殊材料，入射波与折射波位于法线同侧。
1968年，俄罗斯物理学家V. G. Veselago发表了“介电常数和磁导率同时为负时物质的电动力学”的文章，提出了负折射材料这一全新概念。
但由于自然界中物质的介电常数和磁导率都是正的，他的论文长期未受到重视。
1996年，英国帝国理工学院的Pendryt教授和其它研究人员在理论上研究了周期性导线阵列和有缺口的环形共振器(Split Ring Resonators, SRRs)阵列的电磁性质。
发现周期性排列的金属线对电磁波的响应与等离子体对电磁波的响应行为相似，其介电常数为ε(ω)=1－ωp2/ω2，式中ωp为等离子体振荡的本征频率。
当ω<ωp时，可以使介电常数为负值。
SRRs电磁响应行为与磁性材料相似，尤其是该结构的有效磁导率μ(ω)=1－Fω02/(ω2－ω02＋iωΓ´)。
当ω0<ω<ωb时μ<0，其中ω0为SRRs的谐振频率，ωb=ω0<F−1；F确定了负磁导率的频带宽度，Γ´为损耗参数。
2000年，加州大学圣迭戈分校的D. Smith等人采用电路板刻蚀技术在GIO 纤维玻璃板正反面制作了铜SRRs和铜线，并周期性排列成结构，首次制造出了世界上第一块微波波段等效介电常数和等效磁导率同时为负的介质材料，从而证明了负折射材料的存在，该材料在微波段(10GHz以下)呈现负折射率性。
第二年他们又通过实验，首次观测到微波束在这种物质和空气的分界面上出现负折射现象，从而实验证明了构造负折射率物质是可能的。
2003年，《Science》杂志将“负折射材料”的研究列为当年的“年度十大突破”之一。
2006年，D.Schurig等人在《Science》上发表了一篇在微波波段用负折射材料实现隐身的文章。
以上为负折射材料研究几个标志性的进展，除此之外，很多学者对负折射材料也进行了大量的研究工作。
负折射材料研究报告
负折射率材料研究报告学号：08221033 陈法伟一、折射的理论1、基本定义与关系式电磁学的早期即由实验发现了以下规律：各向同性介电物质中电位移矢量与电场强度矢量方向一致，大小成正比，故有 E ε=D ，式中ε是比例系数，称为介电率或介电常数．另外，实验还证明，对各向同性非铁磁性物质，磁感应强度矢量与磁场强度矢量方向一致，大小成正比，故有H B μ=，式中μ比例系数称为导磁率．ε和μ被看成表征物质电磁性质的宏观参数．在自由空间(无电荷源及传导电流)，由麦克斯韦方程组导出的电磁波波方程为：由此得无色散电磁波传播速度：r r c v μεεμ==1 式中，0/εεε=r 是相对介电常数；,/0μμμ=r 是相对磁导率00με，则为ε，μ在真空中的值；而c 为自由空间(真空中)光速，001με=c 。
实际上，按照麦克斯韦场理论，电磁作用过程是经过场(波)而完成的，在真空条件下，这个作用传递的速度就是c ．可见，麦克斯韦由于提出电磁场方程组而被后人认为是伟大的科学家这点没错；但由于时代的局限(经典场论产生于距今136年前)，他的理论不可能解释近年来以量子力学、量子光学为基础而完成的超光速、超慢光速实验．2、折射折射是自然界最基本的电磁现象之一。
当电磁波以任意角度入射到两种不同折射率的介质交界面处时，波传播的方向会发生变化。
那么，介质的折射率是如何定义的？图1，表示介质1中的入射波在介质2中折射，虚线AC ，BE 为波前由于 故有,sin ,sin 2211t v CB CE t v CB AB ====θθ此式即为Snell 定律，由它可以计算折射波前进的方向，式中1v ，2v 均为相速。
这个比值被称为折射率，用n 表示，1122μεμε=n ，如0101,μμεε==，（介质1为真0,0222222=∂∂-∇=∂∂-∇t H H t E E εμεμ1211222121sin sin n n v v ===μεμεθθ空），μμεε==22,，，则有r r vc n με==。
负折射
用，在未来战场上给技术落后一方带来灾难性后果。
第二，负折射率材料在超灵敏探测仪器中的应用
显微镜、放大镜等光学器件的制造一直被一条光学规律所限制：无论光学仪器的镜片多么精良，任何小于光的一个波长长度的物质都是无法观察到的。利用负折射率材料制成的透镜却能克服这个问题，制作成“理想”透镜[2引，它不仅和常规的介质一样能会聚行波，而且还能聚焦随距离增加快速衰减的衰减波。一般会聚透镜的工作原理是将透镜一侧的光源通过具有一定曲度的材料将光源的图像重新会聚于透镜的另一侧，根据Snell定律，一般透镜的解析度都受限于物体表面辐射源所散射出的消散波的损失，其值随着垂直表面的距离作指数衰减，在成
它有很多新奇的性质，但由于只是停留在理论上，而在自然界中并未发现实际的负折射率材料，所以，这个假设并没有立刻被人们接受，而是处于几乎无人理睬的境地，直到时光将近本世纪时才开始出现转机。原因在于英国科学家Pendry等人在1998～1999年提出了用周期性排列的金属条和金属谐振环(Split2Ring Resonator)可以在微波波段产生负的等效介电常数和负等效磁导率阶，从此以后，人们开始对这种材料投入了越来越多的兴趣。2001年的突破，使负折射率材料的研究在世界上渐渐呈现旋风之势。2001年，美国加州大学San Diego分校的David Smith等物理学家根据Pendry等人的建议，利用以锕为丰的复合材料首次制造出在微波波段具有负介电常数、负磁导率的物质，他们使一束微波射入铜环和铜线构成的人工介质，微波以负角度偏转，从而证明了负折射牢材料的存在。2002年7月，瑞士ETHZ实验室的科学家们宣布制造出三维的负折射率材料。这将可能对电子通讯业产牛熏大影响，相关研究成果也发表在当月的美国《应用物理快报》上。2002年底，麻省理工学院孔金瓯教授从理论上证明了负折射率材料存在的合理性，并称这种人工介质可用来制造高指向性的天线、聚焦微波波束、实现“完美透镜”、用于电磁波隐身等等。负折射率材料的前景开始引发学术界、产业界尤其是军方的无限遐想。
负折射率材料
负折射率材料一、负折射率材料历史及研究现状负折射率材料(NIMs，Negative index materi—als)是指一种介电常数e 和磁导率同时为负值的材料，具有负群速度、负折射效应、逆多普勒效应、逆切仑科夫辐射、理想成像等异常的物理性质。
这种被称为负折射率材料(“左手材料”)的人工复合材料在固体物理、材料科学、光学和应用电磁学领域内开始获得愈来愈广泛的青睐，对其的研究正呈现迅速发展之势。
负折射率材料的这些异常特性，使其在固体物理、材料科学、光学和应用电磁学领域获得愈来愈广泛的青睐，世界各国对其的研究正呈现迅速发展之势。
到目前为止，负折射率材料已经在微波、太赫兹波、红外以及可见光波段被证实，并已经开始进行应用领域的研究与探索。
这种负折射率系数介质的人工复合材料在理论与实验上引起了广泛关注。
早在1967年Veselago首先研究了这种负折射率系数材料(1eft—handed media)，他用方程证明这种材料具有负的光学折射率。
由于传统材料的折射率为正数，我们通常称这种材料为正折射率材料。
负折射率材料具有一些奇特的光学与电磁学性质，比如Doppler效应与Cherenkov辐射的逆转、交界面上的反常折射、原子自发辐射率的特殊改变等现象在负折射率材料中都会出现。
电磁波在这种材料中的传播特性与在一般材料中相比有很大的不同。
负折射率材料的出现，颠覆了～般材料中所普遍遵循的“右手规律”。
而它的出现却是源于上世纪60年代前苏联科学家的假想。
物理学中，介电常数e和磁导率p是描述均匀媒质中电磁场性质的最基本的两个物理量。
在已知的物质世界中，对于电介质而言，介电常数e和磁导率u都为正值，电场、磁场和波矢三者构成右手关系，这样的物质被称为右手材料(right-handexlmalefials，RHM)。
这种右手规则一直以来被认为是物质世界的常规，但这一常规却在上世纪60年代开始遭遇颠覆性的挑战。
1968年，前苏联物理学家Veselago在前苏联一个学术刊物上发表了一篇论文，首次报道了他在理论研究中对物质电磁学性质的新发现，即：当e和肛都为负值时，电场、磁场和波矢之间构成左手关系。
《负折射研究综述》
《负折射研究综述》负折射现象是俄国科学家Veselago 在1968 年提出的：当光波从具有正折射率的材料入射到具有负折射率材料的界面时，光波的折射与常规折射相反，入射波和折射波处在于界面法线方向同一侧。
直到本世纪初这种具有负折射率的材料才被制备出来。
这种材料由金属线和非闭合金属环周期排列构成，也被称为metmaterial 。
在这种材料中，电场、磁场和波矢方向遵守“左手”法则，而非常规材料中的“右手”法则。
因此，这种具有负折射率的材料也被称为左手材料，光波在其中传播时，能流方向与波矢方向相反。
英国科学家Pendry 提出折射率为-1的一个平板材料可以作为透镜实现完美成像，可以放大衰势波,使成像的大小突破光学衍射极限。
负折射现象实验和超透镜提出时引起极大的争议，因为这些概念违反人们的直觉。
通过查询相关的论文，我找到了两种理论来解释负折射是存在的。
第一种是根据法拉第、洛伦兹等人提出的电极化方程，经过对比后得到折射率的表达式，然后说明其为负的可能性。
1837年，法拉第最先提出电介质在电场中极化的概念．1850年，0.F.Mosotti 提出了电介质极化理论方程。
1880年，H.F.Lorenntz 和L ．V ．Lorenz 用光学方法导出了一个包含折射率的公式，称为Lorentz-Lorenz 方程。
由这两个方程对比可知道r n ε=2。
r r n με=2。
因而，r r n με±=。
这里的负号不能随便丢掉．在某种材料同时具有0,0<<r r με时，上式右端可能取负值。
这就是负折射材料。
第二种则是由麦克斯韦方程组出发，推导出折射率的表达式，同样也可以证明折射率是可以为负的。
根据麦克斯韦电磁场理论，对于无损耗、各向同性、均匀的介质得到正弦时变光波的亥姆霍兹方程为： 022=+∇E K E 022=+∇B K B 其中：002222002221,,μεεμεεμμωμεω=====c n n c w k r r r r 式中n 代表折射率，c 是真空中的光速。
负折射率材料
负折射率材料一、负折射率材料历史及研究现状负折射率材料(NIMs，Negative index materi—als)是指一种介电常数e和磁导率同时为负值的材料，具有负群速度、负折射效应、逆多普勒效应、逆切仑科夫辐射、理想成像等异常的物理性质。
这种被称为负折射率材料(“左手材料”）的人工复合材料在固体物理、材料科学、光学和应用电磁学领域内开始获得愈来愈广泛的青睐,对其的研究正呈现迅速发展之势。
负折射率材料的这些异常特性，使其在固体物理、材料科学、光学和应用电磁学领域获得愈来愈广泛的青睐，世界各国对其的研究正呈现迅速发展之势。
到目前为止，负折射率材料已经在微波、太赫兹波、红外以及可见光波段被证实，并已经开始进行应用领域的研究与探索。
这种负折射率系数介质的人工复合材料在理论与实验上引起了广泛关注.早在1967年Veselago首先研究了这种负折射率系数材料（1eft—handed media）,他用方程证明这种材料具有负的光学折射率。
由于传统材料的折射率为正数，我们通常称这种材料为正折射率材料.负折射率材料具有一些奇特的光学与电磁学性质,比如Doppler效应与Cherenkov辐射的逆转、交界面上的反常折射、原子自发辐射率的特殊改变等现象在负折射率材料中都会出现。
电磁波在这种材料中的传播特性与在一般材料中相比有很大的不同。
负折射率材料的出现，颠覆了～般材料中所普遍遵循的“右手规律”。
而它的出现却是源于上世纪60年代前苏联科学家的假想.物理学中,介电常数e和磁导率p是描述均匀媒质中电磁场性质的最基本的两个物理量.在已知的物质世界中，对于电介质而言，介电常数e和磁导率u都为正值,电场、磁场和波矢三者构成右手关系,这样的物质被称为右手材料（right-handexlmalefials，RHM)。
这种右手规则一直以来被认为是物质世界的常规，但这一常规却在上世纪60年代开始遭遇颠覆性的挑战。
1968年，前苏联物理学家Veselago在前苏联一个学术刊物上发表了一篇论文，首次报道了他在理论研究中对物质电磁学性质的新发现,即:当e和肛都为负值时，电场、磁场和波矢之间构成左手关系。
负折射率材料探究
向)。现在把检测 器安装在可旋 转的架子上(1.5 °步进)，这 时试验人员就 可以对RHM，LHM
分别测量其接收电平与角度( )的关系，并作比较。图4是取频率f=10.5GHz时接收电平与折
射角的关系，为了方便，把两种样品的峰值电平都归一化为1。结果是，对于常规材料(RHM)
的Teflon，峰值发生在27°处，对应n＝1．4 0．1;对于LHM系统，峰值发生在-61°处， 对应n＝－2．7 0．1j．可见，在LHM情况下、折射角与BHM相差88° (接近π ／2即90度)．故
平方根。由于µε 仍为正值，保证了波的传播；而n 取负值，符合能量守恒定理。 2、利用平均功率大于0进行证明： 假设一块无限大的金属薄平板插在无限大的负折射率材料中，金属薄平板上通有角频率为w 的时变电流，电流密度为J。并且注意J的方向与负折射物质的金属线平行，金属薄平板的法
向与开口金属环所在的平面垂直，如下图所示，时变电流产生波矢量为k的平面电磁波，由 麦克斯韦方程组：
处的电容，L 为 SRR 环的电感，由于有很多束的 SRR 组合在一起，单束的 SRR 环中的磁
通量必定有来自于其他 SRR 环的磁通量，为此要引入一个互感M ,因此下面的分析，就
是要先用器件的参数来表示出 L 和 M，然后求得磁导率的表达式。
给所有的 SRR 环一个交变的磁场 H 0 ，则在 SRR 环中将会产生绕环的电流假设一束 SRR
11 sin ,
k
t x
22 sin
;因此得到：
11 sin 22 sin ，即 n1 sin n2 sin 。整个证明过程与在正折射率介
质中并无太大差异，可见Snell 定律在负折射率介质中仍是成立的。有所区别之处在于对于
光线在负折射率中的速度
光线在负折射率中的速度摘要：1.负折射率的概念2.光线在负折射率中的传播规律3.负折射率材料的应用4.负折射率研究的发展前景正文：一、负折射率的概念负折射率材料是一种特殊的材料，其介电常数或磁导率是负的，因此具有负的折射率。
这种材料又被称为双负材料、左手介质、负折射率介质和向后介质。
在负折射率材料中，光波的传播方向与常规材料中光波的传播方向相反，即向后传播。
具有负折射率的材料只有人工结构的材料。
二、光线在负折射率中的传播规律在负折射率材料中，光线的传播速度会发生变化。
根据光的折射定律，入射光线与法线夹角的正弦值与折射角与法线夹角的正弦值之比等于两种介质的折射率之比。
由于负折射率材料的折射率为负，因此光线在负折射率材料中的传播速度会受到影响。
具体来说，当光线从折射率较大的介质射向折射率较小的负折射率材料时，光线会向折射率较大的介质偏折；而当光线从折射率较小的负折射率材料射向折射率较大的介质时，光线会向折射率较小的负折射率材料偏折。
这种现象与光的传播方向有关，使得负折射率材料具有独特的光学性能。
三、负折射率材料的应用负折射率材料具有独特的物理性质，使其在很多领域具有广泛的应用前景。
例如，在光学领域，负折射率材料可以用于制造超透镜、光子晶体和光子器件等；在无线通信领域，负折射率材料可以用于制作隐形衣和雷达罩等。
此外，负折射率材料还在生物医学、能源和环境等领域有着潜在的应用价值。
四、负折射率研究的发展前景随着科学技术的不断发展，对负折射率材料的研究也在不断深入。
未来，负折射率材料有望在更多领域得到应用，为人类社会的进步做出贡献。
同时，随着研究的深入，我们可能会发现更多具有独特性质的负折射率材料，并探索出更多应用方式。
浅谈负折射率材料的研究进展 毛慧娟
学号*********** 本科毕业论文学院物理电子工程学院专业物理学年级2009级姓名毛慧娟论文题目浅谈负折射率材料的研究进展指导教师张新伟职称讲师2013年04月26日目录摘要 (1)Abstract (1)1引言 (1)2 负折射率材料的异常物理性质 (2)2.1 群速方向和波矢方向相反 (2)2.2 负折射现象 (2)2.3 逆多普勒效应 (2)2.4 逆Cerenkov辐射 (3)3 实现负折射率材料的方法 (3)3.1 双负介质实现负折射 (4)3.2 手征介质实现负折射 (5)3.3 光子晶体实现负折射 (6)4 负折射率材料的应用 (8)4.1 负折射率材料在军用雷达天线和通信器件中的应用 (8)4.2 负折射率材料在隐身技术领域中的应用 (10)4.3 负折射率材料在超灵敏探测仪器中的应用 (11)4.4 负折射率材料提高空间望远镜分辨率的可行性 (12)5 结语 (13)参考文献 (13)浅谈负折射率材料的研究进展学生姓名：毛慧娟学号：20095040067单位：物理电子工程学院专业：物理学指导老师：张新伟职称：讲师摘要：本文在介绍负折射率材料的国内外研究发展历程及其异常物理特性的基础上，介绍了负折射产生的原理，阐述了实现负折射率材料的3种主要方法，指出负折射率材料在军用雷达、天线技术、通信系统及器件、隐身技术、超灵敏探测等方面具有极大的应用价值和前景。
关键词：负折射率材料；左手介质；纳米；研究进展Discussion on the research progress of negative refractiveindex materialsAbstract：after the introduction of the development process of negative refractive index materials on the earth and its unusual physical properties in this paper，I introduce the principle of negative refraction and three main approaches to achieve negative refraction materials，pointed out that negative refractive index materials in militarythe radar antenna technology，communications systems and devices，stealth technology，ultra-sensitive detection has great application value and prospect.Key words：Negative refractive materials；left-handed material；Nano research progress1引言近几年，一种称为负折射率系数介质的人工复合材料在理论与实验上引起了广泛的关注。
光子晶体负折射的理论研究概要
本科生毕业论文（设计）题目：光子晶体负折射现象理论研究学院电子信息工程学院学科门类工学专业电子信息工程学号1111410018姓名张静指导教师况晓静2015年5月5日摘要光子晶体是最近几来年逐渐成为热门研究领域之一的研究项目，之所以成为热门的研究对象主要是因为光子晶体本身具有很多优越的特殊性质。
而光子晶体的负折射特性成为最热门的研究领域之一，因为光子晶体的负折射特性能够突破光学分辨率极限，打破传统成像的衍射极限，可以利用具有负折射特性的光子晶体制作成超透镜，实现了“完美成像”。
另外，还可以利用具有负折射特性的光子晶体制作出特殊的光学器件，如利用光子晶体这一的特性将电磁波段从微波转化到光波段等。
本课题主要研究了光子晶体负折射的特性，为了更加清晰地了解光子晶体的特性，首先分别介绍了光子晶体和负折射的概念特性，在这个基础上着重研究具有负折射特性的光子晶体结构及它们的应用,通过特殊设计来利用光子晶体的负折射特性,以获得所需的性能。
同时回顾了负折射介质的研究历史，综述了光子晶体负折射效应的物理机制，研究进展以及目前的研究方向，展望了光子晶体负折射现象的应用前景。
关键词：光子晶体；负折射特性；负折射率介质AbstractPhotonic crystal is a recent research project over the years has gradually become one of the hot research field, because of the photonic crystal itself has a lot of advantages of the special nature of. The negative refraction of photonic crystal has become popular, because it can break the optical resolution limit, breaking the conventional diffraction limit imaging, can use photonic crystals with negative refraction made into super lens, to achieve a "perfect imaging". In addition, such as the use of the characteristics of photonic crystal will be transformed into the electromagnetic wave from the microwave light etc.The topic mainly studies the characteristics of photonic crystals with negative refraction. In order to the topic, the study introduced the photonic crystals and refraction index. Then, I focus on the structure of it and their application to the negative refraction of photonic crystals by special design. At the same time, reviews the research history of negative refractive index medium, and research progress and present direction, application prospect of it.Key Words：Photonic crystal ;Negative refraction ;Negative refractive index目录摘要 (I)Abstract ................................................... I I 目录.................................................... I II 1 前言. (1)1.1 光子晶体负折射的研究目的及意义 (1)1.2 光子晶体负折射特性研究的国内外研究现状 (2)1.3 论文的内容安排 (3)2 关于光子晶体的概述 (3)2.1 光子晶体的基本概念 (3)2.2 光子晶体的特性 (4)2.3 光子晶体的电磁理论基础研究和分析方法 (5)2.3.1 光子晶体的结构和分类 (5)2.3.2 光子晶体的电磁理论基础 (6)2.3.3 光子晶体的数值分析方法 (7)2.4 光子晶体的制备方法 (8)3 对于负折射特殊性质分析 (10)3.1 负折射的基本概念 (11)3.2 判断负折射率介质方法 (12)3.2.1 棱镜原理 (12)3.2.2 平板成像 (13)3.2.3 负折射穿透行为 (13)4 光子晶体负折射特性研究 (14)4.1 基本概念 (14)4.1.1 布里渊区和简约布里渊区 (14)4.1.2 等频率面 (15)4.1.3 等效折射率 (16)4.1.4 等效负折射率和等效折射率负折射现象 (17)4.1.5 负折射现象出现频率区域的判定条件 (18)4.2 光子晶体负折射现象的特性研究 (19)4.2.1 不同大小散射体的比较 (19)4.2.2 不同介电常数散射体的比较 (20)4.3 光子晶体负折射现象的应用 (21)5 总结与展望 (23)参考文献 (24)1 前言1.1光子晶体负折射的研究目的及意义在近半个世纪中，半导体技术发展迅速日益成为了人们生活中不可或缺的重要部分，例如我们生活中使用的电脑，手机，电视机等等一系列的电子产品都与半导体材料的发展息息相关。
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左右材料及负折射率研 究进展
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
fto的负折射率
fto的负折射率（实用版）目录1.FTO 的基本概念2.FTO 的负折射率现象3.FTO 负折射率的应用4.FTO 负折射率的研究进展正文1.FTO 的基本概念FTO（Free-carrier absorption in a Thin Oxide Layer）是指在薄氧化物层中的自由载流子吸收现象。
在光纤通信领域，FTO 被广泛应用于光纤的制备和性能优化。
FTO 技术通过在光纤表面形成一层薄氧化物，实现对光纤的频率和损耗特性的调控。
2.FTO 的负折射率现象FTO 的负折射率现象是指，在某些特定条件下，光在穿过薄氧化物层时，会出现负折射现象。
负折射是指光线在穿过介质时，传播方向发生反转。
这种现象在光纤通信领域具有重要的应用价值，可以通过调控 FTO 的负折射率，实现对光信号的相位和方向的调控。
3.FTO 负折射率的应用FTO 负折射率的应用主要体现在以下几个方面：（1）光纤通信：通过调控 FTO 的负折射率，可以实现对光信号的相位和方向的调控，从而提高光纤通信系统的传输质量和传输距离。
（2）光学器件：FTO 负折射率现象可用于制作光学非线性器件、光开关、光调制器等，从而实现对光信号的强度、频率、相位等特性的调控。
（3）光学传感器：利用 FTO 负折射率现象，可以制作高灵敏度、高性能的光学传感器，实现对物理量、化学量等的精确测量。
4.FTO 负折射率的研究进展近年来，随着光纤通信技术的快速发展，FTO 负折射率的研究取得了重要进展。
研究人员通过优化薄氧化物的材料、厚度等参数，不断提高 FTO 负折射率的性能。
同时，研究人员还在探索 FTO 负折射率在其他领域的应用，如光学计算、光学存储等。
总之，FTO 的负折射率现象在光纤通信领域具有重要的应用价值，通过调控 FTO 的负折射率，可以实现对光信号的相位和方向的调控，从而提高光纤通信系统的传输质量和传输距离。
fto的负折射率
fto的负折射率【最新版】目录1.负折射率的概念2.FTO（氟掺杂氧化锡）材料的特性3.FTO 的负折射率的应用4.我国在 FTO 负折射率研究方面的发展正文负折射率，是指当光在介质中传播时，光线的速度大于真空中的光速，导致光线向介质的法线靠拢，形成一种特殊的折射现象。
具有负折射率的材料在光学领域具有广泛的应用，如超光纤、隐身衣、光学陷阱等。
氟掺杂氧化锡（FTO）是一种具有良好光学性能的材料，广泛应用于太阳能电池、气体传感器、铁电存储器等领域。
FTO 具有较高的导电性、良好的透明性和较低的成本，使其成为众多光学器件的理想选择。
近年来，研究人员发现 FTO 还具有负折射率这一特性，为其在光学领域的应用提供了更多可能性。
FTO 的负折射率主要源于其掺杂氟原子的能带结构变化。
当氟原子掺杂进氧化锡晶体中，其额外的负电荷会吸引周围锡离子的电子，形成一种“局域电子陷阱”。
当光在 FTO 中传播时，这些“局域电子陷阱”会吸收光子，使得光速在 FTO 中传播时变慢，从而产生负折射现象。
FTO 的负折射率在光学领域具有广泛的应用前景。
例如，可以利用FTO 制作超光纤，实现光的快速传输和高效信号处理。
此外，负折射率还可以应用于隐身衣、光学陷阱、光子晶体等光学器件的研究和制备。
我国在 FTO 负折射率研究方面取得了显著的进展。
近年来，我国科研团队在 FTO 的生长、掺杂、性能优化等方面进行了深入研究，不断提高了 FTO 的负折射率性能。
同时，我国在 FTO 负折射率应用领域也取得了重要突破，成功研制出一系列具有国际竞争力的光学器件。
总之，FTO 的负折射率为我国光学领域提供了新的研究方向和应用前景。
各向异性材料中的负折射现象研究的开题报告
各向异性材料中的负折射现象研究的开题报告引言：随着科学技术的不断发展，各向异性材料在光学领域的应用越来越广泛，如偏光器、光学棱镜、液晶电视等。
各向异性材料的物理特性具有很多奇特的现象，例如，二阶非线性光学效应、负折射现象等。
其中负折射现象是各向异性材料的重要性质之一，能够用于实现超分辨率成像、透镜设计等应用。
本文将就负折射现象的研究进行讨论。
论文背景：负折射现象最早由Shelby等人在2001年发现，他们利用一种名为银针阵列的各向异性材料提出了一种具有负折射性质的光学介质。
随后，越来越多的研究表明各向异性材料在特殊条件下能够实现负折射现象，这一现象的实现对材料的各向异性、结构形态等条件具有较高的要求。
研究内容：本文旨在通过文献查阅和实验研究，探究各向异性材料中负折射现象的形成机制以及其应用场景。
首先，通过文献查阅了解负折射现象的基本原理。
在此基础上，探究负折射现象的形成机制，如各向异性、周期性结构等条件，以及如何通过材料的调制控制负折射现象。
其次，通过实验研究验证各向异性材料中负折射现象的存在并测量其性质。
实验采用自组装的银纳米棒阵列作为各向异性材料，结合光学显微镜和相位测量等技术，测量负折射的折射率和波长等性质。
最后，探究各向异性材料中负折射现象的应用场景，如超分辨率成像、透镜设计、超材料等方面的应用，并评估各向异性材料负折射现象在实际应用中的潜力和限制。
论文结论：通过文献综述和实验研究，我们发现各向异性材料中负折射现象的形成机制主要与材料的各向异性、周期性结构等因素有关。
透过对各向异性材料中负折射现象的实验研究，我们确认了负折射现象的存在，并测量了其性质。
此外，负折射现象在实践应用中具有很高的潜力，尤其是在超分辨率成像、透镜设计和超材料等领域。
然而，在应用中还需要解决现实中的技术瓶颈和实际成本等问题。
负折射效应
负折射效应负折射效应是指光线从一个光密介质射入一个光疏介质时，入射角大于临界角时，光线不再发生折射现象，而是反射回光密介质中的一种现象。
这种效应在光学中具有重要的实际应用。
本文将从理论原理、实验现象以及应用方面对负折射效应进行探讨。
负折射效应的理论原理可以通过斯涅尔定律来解释。
斯涅尔定律是光学中的一条基本定律，它规定了光线在两个介质之间传播时的折射规律。
根据斯涅尔定律，光线从光密介质射入光疏介质时，入射角大于临界角时，光线将完全反射回光密介质中。
实验上，我们可以通过一个简单的实验来观察负折射效应。
首先，准备一个光密介质和一个光疏介质的界面，例如水和空气的界面。
将一束光线从光密介质方向射入界面，可以观察到当入射角大于临界角时，光线将会完全反射回光密介质中，而不再发生折射。
这一现象与我们平时观察到的光线从光密介质射入光疏介质时的折射现象形成鲜明的对比，因而称之为负折射效应。
负折射效应在实际应用中有着广泛的应用价值。
首先，负折射效应可以用于光学器件的设计与制造。
通过合理地设计材料的折射率和界面的形状，可以实现光线的完全反射，从而构建出各种光学器件，如全反射棱镜、光纤等。
这些器件在通信、传感、成像等领域有着重要的应用。
负折射效应还可以用于光学信息存储。
传统的光盘等光学存储介质是基于折射效应的，通过激光的折射和散射来读取和写入信息。
而利用负折射效应，可以实现更高的信息存储密度和更快的读写速度。
这对于信息技术的发展具有重要的意义。
负折射效应还在超材料的研究中得到了广泛的应用。
超材料是一种具有特殊光学性质的材料，通过精确设计微观结构，可以实现对光的操控。
负折射效应的存在使得超材料可以实现更多样化的光学效应，如透镜的超分辨率成像、反射抑制等。
这些应用有望在光学通信、光学计算等领域推动科技的发展。
总结起来，负折射效应是光学中的一种重要现象，它在理论和实验上得到了广泛的研究。
负折射效应的理论基础可以通过斯涅尔定律来解释，实验上可以通过观察光线在光密介质和光疏介质界面上的反射现象来验证。
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36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非