負(fù)折射率材料的特點(diǎn)及其應(yīng)用

負(fù)折射率材料的特點(diǎn)及其應(yīng)用負(fù)折射率介質(zhì)簡(jiǎn)介

理論分析負(fù)折射率材料的反常規(guī)現(xiàn)象

應(yīng)用前景及可能性1968年

1996年

2000年

英國(guó)得Pendry從理論上證明了負(fù)折射率材料得可存在性

美國(guó)得Smith等制作了世界上第一塊負(fù)折射率材料

蘇聯(lián)物理學(xué)家VictorVeselago首次提出負(fù)折射率得概念負(fù)折射率介質(zhì)簡(jiǎn)介負(fù)折射率定義負(fù)折射率材料也稱為左手材料(lefthandedmedium),簡(jiǎn)寫為L(zhǎng)HM。指得就是介電常數(shù)ε、磁導(dǎo)率μ、折射率n同時(shí)為負(fù)得介質(zhì)。介質(zhì)中電場(chǎng)、磁場(chǎng)與波矢三者構(gòu)成左手關(guān)系,波得折射不遵循斯涅爾(Snell)定律。理論分析AC、BE為波前,有此式被稱為Snell定律。理論分析在Snell定律中,定義但就是在一般條件下,有這個(gè)負(fù)號(hào)不能隨意去掉,也就就是說負(fù)折射率不違背理論理論分析從麥克斯韋方程組得旋度公式來瞧,當(dāng)μ<0時(shí),矢量ê,磁感應(yīng)強(qiáng)度與波矢遵循右手規(guī)則;然而當(dāng)μ<0時(shí),波傳播方向發(fā)生反轉(zhuǎn),與能流方向相反,此時(shí)得遵循左手規(guī)則。理論分析常規(guī)材料射入到負(fù)折射率材料得光線情況

負(fù)折射介質(zhì)(NIM)制作得透鏡與常規(guī)介質(zhì)(PIM)透鏡有完全相反得效果,這就是由它本身得性質(zhì)決定得反常成像現(xiàn)象負(fù)折射率材料得反常規(guī)現(xiàn)象負(fù)折射率材料得反常規(guī)現(xiàn)象在NIM材料中,光源遠(yuǎn)離我們時(shí)光得波長(zhǎng)變短,發(fā)生藍(lán)移;而靠近我們時(shí)光得波長(zhǎng)會(huì)增加,發(fā)生紅移。這就是因?yàn)樵贜IM中能量得傳播方向與波矢方向正好相反。反常多普勒頻移負(fù)折射率材料得反常規(guī)現(xiàn)象Goss-Hanchen位移就就是在兩種介質(zhì)得分界面上,若入射光束被界面全反射,反射光束在界面上相對(duì)于幾何光學(xué)預(yù)言得位置有一個(gè)很小得橫向位移,且位移沿光得傳播方向。負(fù)Goss-Hanchen位移Goss-Hanchen位移就是由于在低折射率區(qū)得倏逝波把入射光束能量沿著反射界面?zhèn)鬏斠鸬谩Ｎ灰频么笮H僅與兩種介質(zhì)得相對(duì)折射率以及入射光束得方向有關(guān)。在兩種PIM介質(zhì)得分界面上,能量將向右傳輸,橫向位移向右;但就是,當(dāng)光束由PIM入射到NIM中,且發(fā)生全反射,在NIM中,能流方向與波矢方向相反,導(dǎo)致橫向位移會(huì)向左。負(fù)折射率材料得反常規(guī)現(xiàn)象負(fù)折射率材料得反常規(guī)現(xiàn)象高速帶電粒子在非真空得透明介質(zhì)中穿行,當(dāng)粒子速度大于光在這種介質(zhì)中得相速度時(shí),就會(huì)激發(fā)電磁波。這種現(xiàn)象就叫做Cerenkov輻射。逆Cerenkov輻射

負(fù)折射率材料得反常規(guī)現(xiàn)象光壓就就是射在物體上得光對(duì)物體所產(chǎn)生得壓力。一束入射得平面單色光波可以瞧作就是光子流,其中每個(gè)光子攜帶得動(dòng)量p=hk。假設(shè)光束在介質(zhì)表面發(fā)生全反射。反常光壓應(yīng)用前景及可能性用一塊NIM平板構(gòu)成一塊透鏡,用此平板棱鏡成像時(shí),雖然NIM得損耗與透鏡得厚度得因素都會(huì)影響到亞波長(zhǎng)得成像分辨率。但就是,相比常規(guī)透鏡NIM得成像分辨率已經(jīng)大大提高。

“超透鏡”可以應(yīng)用于提高分辨率,用于醫(yī)學(xué)成像等。還可以大幅度提高光學(xué)存儲(chǔ)器得存儲(chǔ)容量。制作超透鏡但就是就目前人類所掌握得技術(shù)來說就是根本達(dá)不到得。用作戰(zhàn)斗機(jī)材料視覺隱身得原理實(shí)際上就是引導(dǎo)光波等“轉(zhuǎn)向