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基于高介电常数基板和金属结构负折射材料的设计,仿真与验证

杨一鸣 王甲富 屈绍波 柏鹏 李哲 夏颂 王军 徐卓

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基于高介电常数基板和金属结构负折射材料的设计,仿真与验证

杨一鸣, 王甲富, 屈绍波, 柏鹏, 李哲, 夏颂, 王军, 徐卓

Negative refractive index metamaterials based on high-permittivity substrates and metallic structure: design, simulation and experiment

Yang Yi-Ming, Wang Jia-Fu, Qu Shao-Bo, Xia Song, Wang Jun, Xu Zhuo, Bai Peng, Li Zhe
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  • 通过将单回路镜像对称开口金属环结构印制在高介电常数基板上,实现了一种金属含量比传统负折射材料更少,"双负"通带比全介质负折射材料更宽的负折射材料.分析了高介电常数基板产生负介电常数以及"双负"通带形成的机理,通过仿真实验分析了影响"双负"通带的因素.通过制作样品验证了这一机理实现"双负"的可行性,理论分析与实验结果都表明这种方法可实现较宽频段内的"双负"通带.
    By printing single-loop mirror-symmetrical split-ring resonators on high-permittivity substrates, a type of negative index material was realized with less usage of metals and broader negative-index bandwidth than conventional negative index materials. The underlying mechanisms of realizing negative permittivity by means of high-permittivity substrates and of double-negative pass-band were analyzed. The influening factors on the double-negative pass-band were analyzed both numerically and experimentally. By experiments, the proposed method of realizing double-negative property was verified. Both the theoretical and experimental results show that broad double-negative pass-band can be realized using the proposed method.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50632030, 10804130, 60871027)资助的课题.
    [1]

    Veselago Sov V G 1968 Phys. Usp. 10 509

    [2]

    Pendry J B, Holden A J, Robbins D J, Stewart W J 1999 IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 47 2075

    [3]

    Smith D R, Padilla W J, Vier D C, Nemat-Nasser S C, Schultz S 2000 Phys. Rev. Lett. 84 4184

    [4]

    Xi S, Chen H, Wu B I, Kong J A 2008 Progress in Electromagnetics Research 84 279

    [5]

    Ran L, Huangfu J, Chen H, Zhang X, Cheng K, Grzegorczyk T M, Kong J A 2005 Progress in Electromagnetics Research 51 249

    [6]

    Yang Y M, Qu S B 2009 Acta Phys. Sin. 58 1031 (in Chinese) [杨一鸣、 屈绍波 2009 58 1031]

    [7]

    Zhao S C, Liu Z D, Wu Q X 2010 Chin. Phys. B 19 014211

    [8]

    Wang J F, Qu S B, Xu Z, Zhang J Q, Ma H, Yang Y M, Wu X, Lu L 2010 Acta Phys. Sin. 59 179 (in Chinese) [王甲富、 屈绍波、 徐 卓、 张介秋、 马 华、 杨一鸣、 吴 翔、 鲁 磊 2010 59 179]

    [9]

    Ma H, Qu S B, Xie F, Xu Z, Zhang S 2009 Acta Phys. Sin. 58 3961 (in Chinese) [马 华、 屈绍波、 谢 峰、 徐 卓、 张 松 2009 58 3961]

    [10]

    Holloway C L, Kuester E F, Baker-Jarvis J Kabos P 2003 IEEE Trans. Antennas Propag. 51 2596

    [11]

    Vendik O G, Gashinova M S, Artificial 2004 Microwave Conference 34th European 3 1209

    [12]

    Zhao Q, Du B, Kang L, Zhao H J, Xie Q, Li B, Zhang X, Zhou J, Li L T, Meng Y G 2008 Appl. Phys. Lett. 92 051106

    [13]

    Xu F, Bai Y, Qiao L J, Zhao H J, Zhou J 2009 Appl. Phys. Lett. 95 114104

    [14]

    Bohren C F, Huffman D R 1983 Absorption and Scattering of Light by Small Particles(New York: Wiley-Interscience) 1983

    [15]

    Sihvola A 1999 Electromagnetic Mixing Formulas and Applications, IEE Electromagnetic Waves Series 47 (The Institution of Electrical Engineers, Stevenage, Herts, UK, 1999)

    [16]

    Darko Kajfez, Pierre Guillon 1998 Dielectric Resonators (2nd ed)(Atlanta: Noble Publishing Corporation) p9

    [17]

    Chen X D, Tomasz M, Wu B I, Pacheco J, Kong J A 2004 Phys. Rev. E 70 016608

    [18]

    Liu R P, Degiron A 2007 Appl. Phys. Lett. 90 263504

    [19]

    Wang J F, Qu S B, Zhang J Q, Yang Y M, Ma H 2008 Acta Phys. Sin. 57 5015(in Chinese)[王甲富、 屈绍波、 徐 卓、 张介秋、 杨一鸣、 马 华 2008 57 5015]

  • [1]

    Veselago Sov V G 1968 Phys. Usp. 10 509

    [2]

    Pendry J B, Holden A J, Robbins D J, Stewart W J 1999 IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 47 2075

    [3]

    Smith D R, Padilla W J, Vier D C, Nemat-Nasser S C, Schultz S 2000 Phys. Rev. Lett. 84 4184

    [4]

    Xi S, Chen H, Wu B I, Kong J A 2008 Progress in Electromagnetics Research 84 279

    [5]

    Ran L, Huangfu J, Chen H, Zhang X, Cheng K, Grzegorczyk T M, Kong J A 2005 Progress in Electromagnetics Research 51 249

    [6]

    Yang Y M, Qu S B 2009 Acta Phys. Sin. 58 1031 (in Chinese) [杨一鸣、 屈绍波 2009 58 1031]

    [7]

    Zhao S C, Liu Z D, Wu Q X 2010 Chin. Phys. B 19 014211

    [8]

    Wang J F, Qu S B, Xu Z, Zhang J Q, Ma H, Yang Y M, Wu X, Lu L 2010 Acta Phys. Sin. 59 179 (in Chinese) [王甲富、 屈绍波、 徐 卓、 张介秋、 马 华、 杨一鸣、 吴 翔、 鲁 磊 2010 59 179]

    [9]

    Ma H, Qu S B, Xie F, Xu Z, Zhang S 2009 Acta Phys. Sin. 58 3961 (in Chinese) [马 华、 屈绍波、 谢 峰、 徐 卓、 张 松 2009 58 3961]

    [10]

    Holloway C L, Kuester E F, Baker-Jarvis J Kabos P 2003 IEEE Trans. Antennas Propag. 51 2596

    [11]

    Vendik O G, Gashinova M S, Artificial 2004 Microwave Conference 34th European 3 1209

    [12]

    Zhao Q, Du B, Kang L, Zhao H J, Xie Q, Li B, Zhang X, Zhou J, Li L T, Meng Y G 2008 Appl. Phys. Lett. 92 051106

    [13]

    Xu F, Bai Y, Qiao L J, Zhao H J, Zhou J 2009 Appl. Phys. Lett. 95 114104

    [14]

    Bohren C F, Huffman D R 1983 Absorption and Scattering of Light by Small Particles(New York: Wiley-Interscience) 1983

    [15]

    Sihvola A 1999 Electromagnetic Mixing Formulas and Applications, IEE Electromagnetic Waves Series 47 (The Institution of Electrical Engineers, Stevenage, Herts, UK, 1999)

    [16]

    Darko Kajfez, Pierre Guillon 1998 Dielectric Resonators (2nd ed)(Atlanta: Noble Publishing Corporation) p9

    [17]

    Chen X D, Tomasz M, Wu B I, Pacheco J, Kong J A 2004 Phys. Rev. E 70 016608

    [18]

    Liu R P, Degiron A 2007 Appl. Phys. Lett. 90 263504

    [19]

    Wang J F, Qu S B, Zhang J Q, Yang Y M, Ma H 2008 Acta Phys. Sin. 57 5015(in Chinese)[王甲富、 屈绍波、 徐 卓、 张介秋、 杨一鸣、 马 华 2008 57 5015]

  • [1] 韩鹏, 王军, 王甲富, 马华, 邵腾强, 陈红雅, 张介秋, 屈绍波. 基于介质与铁氧体的通阻捷变磁可调频率选择表面设计研究.  , 2016, 65(19): 197701. doi: 10.7498/aps.65.197701
    [2] 徐新河, 肖绍球, 甘月红, 付崇芳, 王秉中. 交指电容加载的周期性对称负磁导率人工材料研究.  , 2012, 61(12): 124103. doi: 10.7498/aps.61.124103
    [3] 苏妍妍, 龚伯仪, 赵晓鹏. 基于双负介质结构单元的零折射率超材料.  , 2012, 61(8): 084102. doi: 10.7498/aps.61.084102
    [4] 刘亚红, 刘辉, 赵晓鹏. 基于小型化结构的各向同性负磁导率材料与左手材料.  , 2012, 61(8): 084103. doi: 10.7498/aps.61.084103
    [5] 李俊成, 郭立新, 刘松华. THz频段单面左手材料的设计及仿真研究.  , 2012, 61(12): 124102. doi: 10.7498/aps.61.124102
    [6] 张睿, 羊亚平. 负介电常数材料和负磁导率材料的双层结构中电磁波模式分析.  , 2010, 59(4): 2451-2456. doi: 10.7498/aps.59.2451
    [7] 汤世伟, 朱卫仁, 赵晓鹏. 光波段多频负折射率超材料.  , 2009, 58(5): 3220-3223. doi: 10.7498/aps.58.3220
    [8] 张松, 屈绍波, 马华, 谢峰, 徐卓. 基于平行金属条的左手结构设计与仿真研究.  , 2009, 58(6): 3961-3965. doi: 10.7498/aps.58.3961
    [9] 朱忠奎, 罗春荣, 赵晓鹏. 一种新型的树枝状负磁导率材料微带天线.  , 2009, 58(9): 6152-6157. doi: 10.7498/aps.58.6152
    [10] 王连胜, 罗春荣, 黄 勇, 赵晓鹏. 基于电流变液的可调谐负磁导率材料.  , 2008, 57(6): 3571-3577. doi: 10.7498/aps.57.3571
    [11] 吴 群, 孟繁义, 傅佳辉, 李乐伟. 基于双负介质与负介电常数介质交叠结构的谐振腔研究.  , 2008, 57(4): 2179-2185. doi: 10.7498/aps.57.2179
    [12] 刘亚红, 宋 娟, 罗春荣, 付全红, 赵晓鹏. 垂直入射条件下厚金属环结构的负磁导率与左手材料行为.  , 2008, 57(2): 934-939. doi: 10.7498/aps.57.934
    [13] 曾 然, 许静平, 羊亚平, 刘树田. 负折射率材料对Casimir效应的影响.  , 2007, 56(11): 6446-6450. doi: 10.7498/aps.56.6446
    [14] 刘亚红, 罗春荣, 赵晓鹏. 同时实现介电常数和磁导率为负的H型结构单元左手材料.  , 2007, 56(10): 5883-5889. doi: 10.7498/aps.56.5883
    [15] 董丽娟, 江海涛, 杨成全, 石云龙. 负介电常数材料与负磁导率材料双层结构的透射特性.  , 2007, 56(8): 4657-4660. doi: 10.7498/aps.56.4657
    [16] 郑 晴, 赵晓鹏, 李明明, 赵 晶. 缺陷对左手材料负折射的调控行为.  , 2006, 55(12): 6441-6446. doi: 10.7498/aps.55.6441
    [17] 许静平, 王立刚, 羊亚平. 利用含负折射率材料的光子晶体实现角度滤波器.  , 2006, 55(6): 2765-2770. doi: 10.7498/aps.55.2765
    [18] 姚 远, 赵晓鹏, 赵 晶, 周 欣. 非对称开口六边形谐振单环的微波透射特性.  , 2006, 55(12): 6435-6440. doi: 10.7498/aps.55.6435
    [19] 赵 乾, 赵晓鹏, 康 雷, 张富利, 刘亚红, 罗春荣. 一维负磁导率材料中的缺陷效应.  , 2004, 53(7): 2206-2211. doi: 10.7498/aps.53.2206
    [20] 康 雷, 赵 乾, 赵晓鹏. 二维负磁导率材料中的缺陷效应.  , 2004, 53(10): 3379-3383. doi: 10.7498/aps.53.3379
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-06-12
  • 修回日期:  2010-07-20
  • 刊出日期:  2011-05-15

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