左手系材料波導結構中的電磁波傳播特性研究.pdf

1、本文分別研究了左手系材料平板波導系統(tǒng)中的線性電磁波以及左手系材料單界面波導系統(tǒng)中非線性電磁波的傳播特性。近年來關于左手系材料波導結構的系統(tǒng)研究表明，無論是線性導波還是非線性表面波都具有許多與傳統(tǒng)電介質波導系統(tǒng)不同的物理性質。這些研究將有助于進一步深化我們對電磁波與物質相互作用的認識和拓寬對新型光學薄膜器件設計的思路，在學術研究和實際應用中都具有重要的意義。 論文主要包括以下幾個方面的內容和結果： 一、研究了線性電磁波在由

2、左手系材料作覆層襯底的平板波導系統(tǒng)中的傳播特性。(1)利用直接圖解法對各種導波模式作出系統(tǒng)的判別，結果表明快波及慢波均可以在該種特殊波導中傳播，兩者的傳播模式既有著與傳統(tǒng)電介質波導不同的基模消失特征，也有著與中心左手系材料波導不同的存在高階模特征；(2)分析了導波的色散關系并給出了導波層中群速度隨頻率的變化規(guī)律。揭示了在一定條件下，該波導系統(tǒng)既可以支持前向傳播的線性電磁波，也可以支持反向傳播的線性電磁波。 二、研究了非線性TE電

3、磁波在左、右手系材料界面以及兩左手系材料界面處的傳播行為。(1)討論了導波的頻率特性。表明兩種界面處的非線性TE表面波均存在頻率通帶和禁帶，且?guī)捠莻鞑スβ实暮瘮?shù)。(2)分析了導波的色散關系以及群速度隨頻率的變化規(guī)律。揭示了在一定條件下，左、右手系材料界面既可以支持正向傳播的非線性TE表面波，也可以支持反向傳播的非線性TE表面波；(3)推廣至兩左手系材料界面情形，發(fā)現(xiàn)該界面處TE表面波的傳播性質因材料參量的變化差異較大，一定材料參量條件