人工超材料設(shè)計與應(yīng)用

目錄
前言
1 緒論 1
1.1 人工超材料基本概念與類型 3
1.1.1 異常折射率人工超材料 3
1.1.2 表面等離激元類人工超材料 9
1.1.3 可調(diào)人工超材料 11
1.2 人工超材料的超常物理特性 13
1.3 人工超材料在民用和國防工業(yè)中的潛在應(yīng)用 16
參考文獻 20
2 人工超材料的超常電磁特性 24
2.1 超常電磁特性的設(shè)計研究 24
2.1.1 負介電常數(shù)的實現(xiàn) 24
2.1.2 負磁導(dǎo)率的實現(xiàn) 25
2.1.3 手性結(jié)構(gòu)超常電磁特性的實現(xiàn) 27
2.1.4 小結(jié) 30
2.2 影響人工超材料超常電磁特性的因素 30
2.2.1 介質(zhì)對超常電磁特性的影響 31
2.2.2 結(jié)構(gòu)對超常電磁特性的影響 34
2.2.3 小結(jié) 44
2.3 負折射率人工超材料的基本理論及實現(xiàn)方法 44
2.3.1 手性結(jié)構(gòu)設(shè)計 44
2.3.2 手性結(jié)構(gòu)的多頻帶負折射率分析 46
2.3.3 手性結(jié)構(gòu)的表面電磁場分析 49
2.3.4 手性結(jié)構(gòu)的旋光性和電磁特性分析 51
2.3.5 小結(jié) 54
2.4 零折射率人工超材料的基本理論及實現(xiàn)方法 54
2.4.1 籠目結(jié)構(gòu)的設(shè)計 54
2.4.2 籠目結(jié)構(gòu)的雙頻帶等效零折射率分析 59
2.4.3 小結(jié) 64 參考文獻 65
3 不同波段人工超材料的設(shè)計與制備技術(shù)及實例 69
3.1 微波波段人工超材料的設(shè)計與制備技術(shù)及實例 72
3.1.1 光刻工藝硬件系統(tǒng) 72
3.1.2 光刻工藝流程 76
3.1.3 光刻工藝的質(zhì)量要求及常見問題 79
3.1.4 光刻工藝制備微波波段人工超材料實例 81
3.1.5 小結(jié) 83
3.2 太赫茲波段人工超材料的設(shè)計與制備技術(shù)及實例 83
3.2.1 太赫茲波段人工超材料的制備技術(shù) 84
3.2.2 激光轉(zhuǎn)印技術(shù)制備太赫茲波段人工超材料實例 87
3.2.3 小結(jié) 95
3.3 光波波段人工超材料的設(shè)計與制備技術(shù)及實例 96
3.3.1 電化學沉積技術(shù)的硬件系統(tǒng) 97
3.3.2 電化學沉積技術(shù)制備光波波段人工超材料實例 99
3.3.3 小結(jié) 102
參考文獻 103
4 不同波段的動態(tài)可調(diào)人工超材料 105
4.1 基于置入二極管的變?nèi)菸⒉úǘ蝿討B(tài)可調(diào)人工超材料 105
4.1.1 基于二極管變?nèi)輨討B(tài)可調(diào)人工超材料實例 105
4.1.2 研究結(jié)果分析 108
4.1.3 小結(jié) 109
4.2 基于置入微機電系統(tǒng)的太赫茲波段動態(tài)可調(diào)人工超材料 109
4.2.1 基于微機電系統(tǒng)動態(tài)可調(diào)電磁誘導(dǎo)透明人工超材料實例 110
4.2.2 研究結(jié)果分析 112
4.2.3 小結(jié) 115
4.3 基于置入活性媒質(zhì)的光波波段動態(tài)可調(diào)人工超材料 116
4.3.1 石墨烯的參數(shù)理論 116
4.3.2 無石墨烯置入的人工超材料結(jié)構(gòu) 119
4.3.3 石墨烯置入人工超材料結(jié)構(gòu)的可調(diào)吸收設(shè)計 124
4.3.4 石墨烯置入人工超材料結(jié)構(gòu)隨石墨烯溫度變化的穩(wěn)定吸收特性 132
4.3.5 小結(jié) 136
參考文獻 137
5 人工超材料的應(yīng)用 141
5.1 人工超材料天線 141
5.1.1 K波段人工超材料的設(shè)計及其在微帶天線中的應(yīng)用 142
5.1.2 結(jié)果及分析 145
5.1.3 小結(jié) 146
5.2 人工超材料吸收器 146
5.2.1 基于四臂阿基米德螺旋結(jié)構(gòu)的三頻帶吸收 147
5.2.2 基于橢圓結(jié)構(gòu)的寬帶近完美吸收和多帶完美吸收 151
5.2.3 小結(jié) 164
5.3 人工超材料隱身技術(shù) 165
5.3.1 人工超材料吸波原理 165
5.3.2 寬帶吸波人工超材料天線罩設(shè)計 167
5.3.3 人工超材料天線罩樣件測試 169
5.3.4 小結(jié) 170 參考文獻 170
6 人工超材料研究進展與發(fā)展趨勢 172
6.1 寬帶人工超材料 172
6.1.1 寬帶人工超材料研究進展 172
6.1.2 超寬帶人工超材料研究實例 176
6.1.3 小結(jié) 180
6.2 可調(diào)人工超材料 180
6.2.1 可調(diào)人工超材料的發(fā)展趨勢與應(yīng)用前景 181
6.2.2 可調(diào)人工超材料的研究進展 182
6.2.3 小結(jié) 192
6.3 微型化人工超材料 193
6.3.1 微型化電諧振人工超材料的研究進展 193
6.3.2 微型化磁諧振人工超材料的研究進展 197
6.3.3 小結(jié) 199
參考文獻 200