演示文稿负折射率材料的特点及其应用

（优选）负折射率材料的特点及其应用当前第1页\共有19页\编于星期二\11点负折射率介质简介

理论分析负折射率材料的反常规现象

应用前景及可能性当前第2页\共有19页\编于星期二\11点1968年

1996年

2000年

英国的Pendry从理论上证明了负折射率材料的可存在性

美国的Smith等制作了世界上第一块负折射率材料

苏联物理学家VictorVeselago首次提出负折射率的概念负折射率介质简介当前第3页\共有19页\编于星期二\11点负折射率定义负折射率材料也称为左手材料（lefthandedmedium），简写为LHM。指的是介电常数ε、磁导率μ、折射率n同时为负的介质。介质中电场、磁场和波矢三者构成左手关系，波的折射不遵循斯涅尔（Snell）定律。当前第4页\共有19页\编于星期二\11点当前第5页\共有19页\编于星期二\11点理论分析AC、BE为波前，有此式被称为Snell定律。当前第6页\共有19页\编于星期二\11点理论分析在Snell定律中，定义但是在一般条件下，有这个负号不能随意去掉，也就是说负折射率不违背理论当前第7页\共有19页\编于星期二\11点理论分析从麦克斯韦方程组的旋度公式来看，当μ<0时，矢量Ê，磁感应强度和波矢遵循右手规则；然而当μ<0时，波传播方向发生反转，与能流方向相反，此时的遵循左手规则。当前第8页\共有19页\编于星期二\11点理论分析常规材料射入到负折射率材料的光线情况当前第9页\共有19页\编于星期二\11点

负折射介质（NIM）制作的透镜与常规介质（PIM）透镜有完全相反的效果，这是由它本身的性质决定的反常成像现象负折射率材料的反常规现象当前第10页\共有19页\编于星期二\11点负折射率材料的反常规现象在NIM材料中，光源远离我们时光的波长变短，发生蓝移；而靠近我们时光的波长会增加，发生红移。这是因为在NIM中能量的传播方向和波矢方向正好相反。反常多普勒频移当前第11页\共有19页\编于星期二\11点负折射率材料的反常规现象Goss-Hanchen位移就是在两种介质的分界面上，若入射光束被界面全反射，反射光束在界面上相对于几何光学预言的位置有一个很小的横向位移，且位移沿光的传播方向。负Goss-Hanchen位移Goss-Hanchen位移是由于在低折射率区的倏逝波把入射光束能量沿着反射界面传输引起的。位移的大小仅仅与两种介质的相对折射率以及入射光束的方向有关。在两种PIM介质的分界面上，能量将向右传输，横向位移向右；但是，当光束由PIM入射到NIM中，且发生全反射，在NIM中，能流方向与波矢方向相反，导致横向位移会向左。当前第12页\共有19页\编于星期二\11点负折射率材料的反常规现象当前第13页\共有19页\编于星期二\11点负折射率材料的反常规现象高速带电粒子在非真空的透明介质中穿行，当粒子速度大于光在这种介质中的相速度时，就会激发电磁波。这种现象就叫做Cerenkov辐射。逆Cerenkov辐射

当前第14页\共有19页\编于星期二\11点负折射率材料的反常规现象光压就是射在物体上的光对物体所产生的压力。一束入射的平面单色光波可以看作是光子流，其中每个光子携带的动量p=hk。假设光束在介质表面发生全反射。反常光压当前第15页\共有19页\编于星期二\11点应用前景及可能性用一块NIM平板构成一块透镜，用此平板棱镜成像时，虽然NIM的损耗和透镜的厚度的因素都会影响到亚波长的成像分辨率。但是，相比常规透镜NIM的成像分辨率已经大大提高。

“超透镜”可以应用于提高分辨率，用于医学成像等。还可以大幅度提高光学存储器的存储容量。制作超透镜当前第16页\共有19页\编于星期二\11点但是就目前人类所掌握的技术来说是根本达不到的。用作战斗机材料当前第17页\共有19页\编于星期二\11点视觉隐身的原理实际上是引导光波等“转向”。这一设想刚好符合NIM的特性，所