色散手征特异材料中的磁光效应研究文献综述

 2023-11-20 15:25:22

文献综述

特异材料是近年来提出的一种新型人造材料。在特定的频带范围内,经过结构设计的特异材料,可以使其等效介电常数和磁导率两者的取值同时或其中之一为负值或零,并实现许多常规材料所无法实现的新特性。特异材料主要是指人工制备的复合材料,有着天然材料所不具备的超常物理性质。其中电磁特异材料具有巨大的调控光电信息潜力,新奇的物理现象和机制又使人可以突破现有技术限制,开拓出崭新的应用前景。特异材料的物理思想最初来源于前苏联物理学家Vesclago于20世纪60年代提出的理论假设,他指出介电常数和磁导率同时为负的材料并不违反电动力学中的因果关系,并在理论上研究了这种假想材料的电磁特性。随着世界各地不同的研究小组对电磁特异材料的深入研究,它除了包含左手材料外,还包含了单负材料、光子晶体特异材料、各向异性特异材料和手征特异材料等。

手征材料是指一种材料经过平移、旋转等任意实空间操作均无法与其镜像物体相重合。这种材料最明显的特征是电磁场的交叉极化,即电场不仅能引起材料的电极化,也能引起材料的磁极化,而磁场不仅能引起材料的磁极化,也能引起材料的电极化,使得手征材料中存在两种具有不同相速度的极化波,从而具有旋光效应。

电磁超材料作为一类新型的具有奇特性质的人工电磁材料,在电磁学研究领域掀起了一股新热潮。其在通信、导航、雷达、医学成像等领域有重要的应用前景,这也加速了电磁超材料的进展。由于电磁超材料具有调控光电信息的巨大潜力,因此超材料的制备、光学特性及其应用成为了当前的研究热点。

随着光通信技术和光信息处理技术的发展,磁光效应以及各种磁光器件显示了独特的性能和广阔的应用前景,并促使人们对磁光效应的研究和应用逐渐向深度和广度发展。磁光效应包括法拉第效应、克尔效应、塞曼效应、磁线振双折射等。法拉第效应和克尔效应是研究最多、应用最广的磁光效应。随着时代的进步、科学技术的发展,对磁光特性的研究必将日益深入,新的磁光材料也会不断被发现,磁光学必将获得更大的发展,磁光材料、器件和测量技术将会展现出更广阔的应用空间。随着磁光理论的逐步完善和大量的磁光材料被研究合成,许多磁光器件被研制出来,如磁光调制器、磁光隔离器、磁光传感器、磁光环行器和磁光盘存储器等。

本文主要研究色散手征特异材料中的磁光效应,根据目前的研究情况进一步探索复杂结构中的特性。通过构建具有色散的手征特异材料,通过数值模拟的方法,研究材料中的法拉第旋转角,探讨结构的磁光效应及其可能存在的应用,提出理论模型,研究手征材料的色散特性对圆极化波的透射及法拉第旋转极化角的影响。

参考文献:

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