收藏
0有用+1
0

异向介质

人工材料工程
本词条缺少概述图,补充相关内容使词条更完整,还能快速升级,赶紧来编辑吧!
异向介质(Metamaterial)属人工材料工程;使材料具有自然界没有发现的性质。主要利用它的小不均匀结构而产生有效的宏观性能,而不是它的成份。已有不少种异向介质;并在太拉赫波段,非线性光学和吸收器等方面得到实际应用。
中文名
异向介质
外文名
Metamaterial
类    别
人工材料工程

研究简史

播报
编辑
异向介质(Metamaterial)户采是人工材料工程,使材料具有自然界没有放挨姜发现的性质。异向介质所具有性能主要利用它小的不均匀性所造成的结构产生有效的宏观行为,而不是它的成份。
初期异向介质研究负折射率异向介质;负折射率材料可制造超透镜,在低禁市于波长下,能有空间分辨率。换句话说,用有梯度指数材料,证明了在一窄波带内存在一种“不能见”充趋辨的形式。虽然第一种异向介质是电磁,声和促笑捉学的,但地震的范围也在积极研究。
异向介质的潜在应用包括提高航空和航天的应用,传感器的灵敏度,基础设施监视,太阳功率管理;公共安全,雷达,高频战斗通讯,高效天线透镜,改进犁弃超声传感器,及地震屏蔽结构。
异向介质的研究是悼壳弃多学科的,包括电工程,电磁,固体物理,微波和天线工程,光电子学,经典光学,材料科学,半导体工程,纳米科学和其它杠热永。

电磁异向介质

播报
编辑
异向介质在物理和电磁学内已变为一门次学科。
它最早在光学和微波方面应用。如光束控制,调制,带-通(band-pass)过滤器,透镜,微波偶合器,和天线系统。
电磁异向介质分类:
负指数材料
电导和磁导率都为负的异向介质(NIM)导致负折射指数。这样的双负参数也称为双负异向介质。
光在电导和磁导率都为正的光学材料中,则向前传播;如二者都为负,则光向后。如这二者符号相反,光不在这种介质中传播。
电磁带缝异向介质
电磁带缝异向介质控制光传播。这可用基光子晶体(PC),或称为左手材料(LHM)来完成。二者具有新的人工工程结构,和能控制,操纵光的传播。但二者都允许在设定方向传播;二者能设计具有所希望的频率的电磁带缝。
双正介质
自然界有双正介质,如电导和磁导率都为正的材料。光在这样介质中是向前传播。人工合成,具有DPS,ENG和MNG性质结合的材料。
双同性和双异性的异向介质
在许多电磁异向介质中,电场引起磁极化;磁场引起电极化。即磁电偶合。这样的介质称双各向同性。各向异性又有磁-电偶合的介质,称为双各向异性。
手性异向介质
如一种异向介质由手性元素组成,这种就是手性异向介质。它的有效参数k不等于零。

应用

播报
编辑
下面给出异向介质的简单应用(详细的可参阅本词条末所附参考文献)。
太(拉)赫异向介质
太拉赫辐射在红外的运端,刚在微波带之前。它的频率范围定在0.1到10THz.相应波长为3-0.03nm.
基光子异向介质
基光子异向介质是一种人工制造,次波长,周期结构,设计和光频作用的介质。它的次波长周期和基光子带缝不同。
可合调异向介质
可合调异向介质可任意调整,改变折射指数频率
胞质基因异向介质
胞质基因异向介质是利用表面胞质基因的负指数异向介质。它由光和异向介电材料相互作用而产生。在特定条件下,光和表面胞质基因偶合产生自续,传播称为表面胞基因极化的电磁波。
异向介质天线
异向介质天线是利用异向介质改善天线系统的一种天线。用异向介质提高天线性能已得到很大兴趣。已经证明异向介质能增加天线的辐射功率。负导率材料可使天线尺寸变小,方向性好,并可调操作频率。
选择表面频率异向介质
非线性异向介质
有一些非线性异向介质;这种材料的性质可随入射波功率而改变。非线性介质对非线性光学是重要的。但大多光学材料有较小的非线性晌应。即电磁场变化很大,但材料的性能变化很小。非线性异向介质可克服这种限制
异向介质吸收器
异向介质吸收器利用它复杂有效参数,电导率,磁导率的损失部分制成高电磁吸收器。这种异向介质具有负折射率。
超透镜
用异向介质可达到超普通透镜的分辨率(超过衍射限制)。
掩盖(Cloaking)器件
异向介质是企图建造实在掩盖器件的基础。但目前尚没做成。
弹性异向介质
新设计的弹性异向介质在有限频率范围内能有新应用;它可控制声音,弹性和地震波。
声音异向介质
声音异向介质是设计控制,指向和操纵声音在声波,次声和超声波的人工制造材料。这些声波可在气体,液体和固体内发生。
地震异向介质
地震异向介质是设计清除地震波对人在地面建造设施不利影晌的异向介质。