メタマテリアル媒質中の非均一パルス伝搬

超材料介质中的非均匀脉冲传播

基本信息

批准号：
12F02328
负责人：
中嶋隆
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02328/
关键词：
メタマテリアル非均一波パルス伝搬

项目摘要

1. 均質な吸収媒質における非均一波の発生と負の屈折媒質界面における光の反射や透過を論じているほとんどの研究では, 波数ベクトルは実部が屈折率, 虚部が吸収を表すような複素屈折率を成分に持つベクトルとして記述されており, 波数ベクトルの実部と虚部は空間的に平行である。これに対して, マクスウェル方程式はより一般的な解を許す。すなわち, 波数ベクトルの実部と虚部は非平行であってもよく, このような波を非均一波(inhomogeneous wave)と呼ぶ。非均一波の空間伝搬特性を明らかにするため, 我々はマクスウェル方程式とベクトル解析に基づいた解析を進め, 一般的なスネルの法則を導き出した。一般的なスネルの法則によると, 入射波と反射波は進行方向が界面に対して対称なだけで, 波の性質自体は全く同一であることが簡単にわかる。透過波については話はもっと複雑であるが, より詳細な解析の結果, 透過波の屈折率および減衰係数は, 媒質パラメータに依存するだけでなく, 位相ベクトルと減衰ベクトルの界面への入射角などにも依存するということがわかった。2. メタマテリアルにおける入射光の無指向的平行化1.に要約した吸収媒質間の界面における非均一波の発生と伝搬の研究によって, 媒質界面で入射光がどのように反射および透過するかが理解できたので, 次の段階として, 今度はどのような媒質条件であれば所望の透過角度が得られるかについて考えた。ここでは特に, いかなる入射角に対しても透過角が0°であるような媒質が設計できるかどうか, また, もし設計できるのであれば, その媒質はどのような条件を満たさなければならないかについて考えた。基本的なアイディアはFengらによって2012年に提案されており, 彼らはp偏光した光が誘電率であるメタマテリアルに任意の角度で入射すると, 入射波のエネルギー流は必ず界面に垂直な方向に向かう, ということを示した。

1。在大多数研究中，讨论均匀吸收培养基中不均匀波的产生以及在负折射介质界面上光的反射和传播的反射和传播，波向量被描述为具有真实部分具有折射索引和复杂折射索引的真实部分的向量，使想象中的折射索引代表了吸收的部分和实际的部分，并且是散发出的部分，并且散发出了繁殖部分。相反，麦克斯韦方程允许更通用的解决方案。也就是说，波矢量的真实部分和虚构部分可能是非平行的，这种波被称为不均匀的波。为了阐明非均匀波的空间传播特征，我们根据麦克斯韦方程和向量分析进行了分析，并得出了一般的Snell定律。根据斯内尔将军的定律，相对于界面，事件和反射波在其旅行方向上只是对称的，很容易看出波浪本身的性质是完全相同的。这个故事对传输波更为复杂，但是更详细的分析表明，传输波的折射率和衰减系数不仅取决于中型参数，而且还取决于相位向量的入射率和衰减向量与界面的入射角。 2。通过研究吸收培养基之间的界面上的不均匀波的产生和传播在1中的界面上的不均匀波的全向并行平行，我们已经理解了在介质界面上如何反映和传播入射光的媒介，因此，在下一步中，我们现在考虑哪些介质条件下的介质条件可以得到所需的传输角度。在这里，我们特别考虑了是否可以为任何入射角设计具有0°的介质，如果可以，则该介质必须满足哪些条件。 Feng等人在2012年提出了一个基本思想，他表明，当P偏振光进入具有任何角度的介电常数的超材料时，入射波的能量始终沿垂直于界面的方向跳跃。